请用c++代码在ros2上完成一个机器人导航相关的项目,要求机器人能够定位导航,规划可行路径并且自主避开障碍物并且到达指定地点。明确写出需要进行的每一步的步骤,包括包、节点的创建步骤,如在哪条路径下创建哪个包,节点如何编写等,并在每一段代码后给出代码含义解释。要求使用ros2的功能库、通信机制、控制接口等来编写节点和实现特定的机器人行为或算法。要求:首先用详细文字描述项目背景和目标;其次,对每一段代码给出所在路径,并用文字详细阐述代码功能和含义;接着,给出CMakeLists和package.xml中的所有代码,列出可能遇到的问题和解决方案;最后对结果进行分析和总结
时间: 2024-02-18 10:04:59 浏览: 126
C++程序设计 机器人
背景和目标:
我们希望在ROS 2中实现一个机器人导航相关的项目,使机器人能够实现自主导航,包括定位、路径规划、避障和控制等功能。通过该项目,我们可以深入了解ROS 2中导航相关的功能库和算法,并掌握ROS 2的节点创建和通信机制。
步骤:
1. 创建ROS 2包和节点
在终端中输入以下命令,创建一个名为`my_robot_navigation`的ROS 2包,并在其中创建名为`navigation`的节点:
```
mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws/src
ros2 pkg create my_robot_navigation --build-type ament_cmake
cd my_robot_navigation
ros2 pkg create navigation --build-type ament_cmake --node-name navigation
```
2. 编写定位节点代码
在`navigation/src`目录下创建`localization_node.cpp`文件,编写定位节点代码。该节点用于获取机器人当前位置,可以使用ROS 2中的AMCL库进行定位。以下是一个简单的定位节点代码:
```cpp
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/pose_with_covariance_stamped.hpp"
class LocalizationNode : public rclcpp::Node {
public:
LocalizationNode() : Node("localization") {
pub_ = create_publisher<geometry_msgs::msg::PoseWithCovarianceStamped>("pose", 10);
sub_ = create_subscription<geometry_msgs::msg::PoseWithCovarianceStamped>("amcl_pose", 10,
std::bind(&LocalizationNode::onPose, this, std::placeholders::_1));
}
private:
void onPose(const geometry_msgs::msg::PoseWithCovarianceStamped::SharedPtr msg) {
pub_->publish(*msg);
}
rclcpp::Publisher<geometry_msgs::msg::PoseWithCovarianceStamped>::SharedPtr pub_;
rclcpp::Subscription<geometry_msgs::msg::PoseWithCovarianceStamped>::SharedPtr sub_;
};
int main(int argc, char** argv) {
rclcpp::init(argc, argv);
auto node = std::make_shared<LocalizationNode>();
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
```
该节点订阅`amcl_pose`话题,获取机器人当前位置,然后将位置信息发布到名为`pose`的话题中。
3. 编写路径规划节点代码
在`navigation/src`目录下创建`planning_node.cpp`文件,编写路径规划节点代码。该节点用于根据机器人当前位置和目标位置,生成可行路径。可以使用ROS 2中的Nav2D库进行路径规划。以下是一个简单的路径规划节点代码:
```cpp
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/pose_stamped.hpp"
#include "nav2d_msgs/msg/path2_d.hpp"
class PlanningNode : public rclcpp::Node {
public:
PlanningNode() : Node("planning") {
pub_ = create_publisher<nav2d_msgs::msg::Path2D>("path", 10);
sub_ = create_subscription<geometry_msgs::msg::PoseStamped>("goal", 10,
std::bind(&PlanningNode::
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