在ROS下编写代码,利用编写的代码来控制小乌龟的运动,包括但不限于直线运动、圆周运动、转向,速度变化,并录制数据包。

时间: 2023-10-10 16:12:53 浏览: 133
好的,这个任务需要先安装ROS,并且需要安装Turtlesim模拟器和rosbag包。 安装Turtlesim模拟器: ```bash sudo apt-get install ros-melodic-turtlesim ``` 安装rosbag包: ```bash sudo apt-get install ros-melodic-rosbag ``` 接下来,我们可以在ROS中创建一个新的工作空间: ```bash mkdir -p ~/turtlebot_ws/src cd ~/turtlebot_ws/src catkin_init_workspace ``` 然后,我们需要创建一个ROS包来管理我们的代码: ```bash cd ~/turtlebot_ws/src catkin_create_pkg turtlebot_control rospy roscpp turtlesim ``` 在src文件夹中创建一个名为turtlebot_control.py的Python文件,并将下面的代码复制到文件中: ```python #!/usr/bin/env python import rospy from geometry_msgs.msg import Twist from turtlesim.msg import Pose from math import pow, atan2, sqrt class TurtleBot: def __init__(self): # 初始化节点 rospy.init_node('turtlebot_control', anonymous=True) # 发布器和订阅器 self.velocity_publisher = rospy.Publisher('/turtle1/cmd_vel', Twist, queue_size=10) self.pose_subscriber = rospy.Subscriber('/turtle1/pose', Pose, self.update_pose) self.pose = Pose() self.rate = rospy.Rate(10) # 回调函数,更新小乌龟的位置和朝向 def update_pose(self, data): self.pose = data self.pose.x = round(self.pose.x, 4) self.pose.y = round(self.pose.y, 4) # 计算小乌龟和目标点之间的距离 def euclidean_distance(self, goal_pose): return sqrt(pow((goal_pose.x - self.pose.x), 2) + pow((goal_pose.y - self.pose.y), 2)) # 计算小乌龟和目标点之间的角度 def linear_vel(self, goal_pose, constant=1.5): return constant * self.euclidean_distance(goal_pose) # 计算小乌龟需要旋转的角度 def steering_angle(self, goal_pose): return atan2(goal_pose.y - self.pose.y, goal_pose.x - self.pose.x) # 计算小乌龟需要旋转的方向 def angular_vel(self, goal_pose, constant=6): return constant * (self.steering_angle(goal_pose) - self.pose.theta) # 小乌龟在直线上移动的函数 def move2goal(self): goal_pose = Pose() goal_pose.x = input("Set your x goal: ") goal_pose.y = input("Set your y goal: ") distance_tolerance = 0.1 vel_msg = Twist() while self.euclidean_distance(goal_pose) >= distance_tolerance: # 线性速度 vel_msg.linear.x = self.linear_vel(goal_pose) vel_msg.linear.y = 0 vel_msg.linear.z = 0 # 角速度 vel_msg.angular.x = 0 vel_msg.angular.y = 0 vel_msg.angular.z = self.angular_vel(goal_pose) # 发布速度消息 self.velocity_publisher.publish(vel_msg) # 延迟,使循环以10Hz的速度运行 self.rate.sleep() # 停止小乌龟运动 vel_msg.linear.x = 0 vel_msg.angular.z = 0 self.velocity_publisher.publish(vel_msg) # 小乌龟在圆周上运动的函数 def circle(self): radius = input("Set your radius: ") vel_msg = Twist() while not rospy.is_shutdown(): # 线速度 vel_msg.linear.x = 2 * 3.14 * radius / 10 vel_msg.linear.y = 0 vel_msg.linear.z = 0 # 角速度 vel_msg.angular.x = 0 vel_msg.angular.y = 0 vel_msg.angular.z = 2 * 3.14 / 20 # 发布速度消息 self.velocity_publisher.publish(vel_msg) # 延迟,使循环以10Hz的速度运行 self.rate.sleep() # 停止小乌龟运动 vel_msg.linear.x = 0 vel_msg.angular.z = 0 self.velocity_publisher.publish(vel_msg) # 小乌龟转向的函数 def turn(self): angle = input("Set your angle: ") vel_msg = Twist() # 角速度为正,小乌龟向左转 vel_msg.angular.z = 0.5 # 弧度与角度的转换 radians = angle * 3.14 / 180 # 计算小乌龟需要旋转的时间 t0 = rospy.Time.now().to_sec() current_angle = 0 while current_angle < radians: self.velocity_publisher.publish(vel_msg) t1 = rospy.Time.now().to_sec() current_angle = 0.5 * (t1 - t0) # 停止小乌龟运动 vel_msg.angular.z = 0 self.velocity_publisher.publish(vel_msg) # 录制数据包的函数 def record(self): filename = input("Please enter the filename: ") duration = input("Please enter the duration of recording: ") # 创建rosbag记录器 command = 'rosbag record -O ' + filename + ' /turtle1/cmd_vel /turtle1/pose -q -a --duration=' + str(duration) os.system(command) if __name__ == '__main__': try: turtlebot = TurtleBot() # 移动小乌龟 print("Move to goal") turtlebot.move2goal() # 在圆周上运动 print("Circle") turtlebot.circle() # 转向 print("Turn") turtlebot.turn() # 录制数据包 print("Record") turtlebot.record() rospy.spin() except rospy.ROSInterruptException: pass ``` 这个代码中包含了一些函数来控制小乌龟的运动,包括直线运动、圆周运动、转向和录制数据包。你可以根据需要进行修改,并在终端中使用下面的命令来运行代码: ```bash cd ~/turtlebot_ws catkin_make source devel/setup.bash rosrun turtlebot_control turtlebot_control.py ``` 如果需要查看数据包,可以在终端中使用下面的命令: ```bash cd ~/turtlebot_ws/src/turtlebot_control rosbag play <filename> ```

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