ROS Learning-027 （提高篇-005 A Mobile Base-03） 控制移动平台 --- Twist 消息

ROS 提高篇 之 A Mobile Base-03 — 控制移动平台 — Twist 消息

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我使用的虚拟机软件：VMware Workstation 11

使用的Ubuntu系统：Ubuntu 14.04.4 LTS

ROS 版本：ROS Indigo

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注意：

1 . ROS 提高篇这个专栏的教学有门槛。

2 . 如果你没有学习前面的教程，请想学习前面的 beginner_Tutorials 和 learning_tf 的ROS 相关教程。

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Twist消息 :

ROS使用geometry_msgs/Twist消息类型 来发布运动命令。控制命令会被base controller节点使用。话题 /cmd_vel 全名” command velocities “。base controller节点订阅 /cmd_vel 话题，并将里面的运动命令(Twist 消息)通过 PID 控制算法转换成电机信号(就是转动轮子)。

执行下面的命令，可以查看 Twist 消息里有哪些组件：

$ rosmsg show geometry_msgs/Twist

会出现下面的输出：

geometry_msgs/Vector3 linear
  float64 x
  float64 y
  float64 z
geometry_msgs/Vector3 angular
  float64 x
  float64 y
  float64 z

线速度指定 m/s ；角速度指定 rad/s 。（6弧度相当于一个整圆）

一个轮式机器人是在一个2维平台内操作的(比如地板)我们只需要 Twist 消息中的 x轴 线速度和 z轴 角速度。这是因为这种类型的机器人只会在 x轴 上前进和后退，只会绕着 z轴 旋转。换句话说：y和z轴 的线速度永远是0，并且机器人不会再其他的轴上旋转。

但是，一个全方向机器人，比如飞行机器人或水下机器人就可以使用 Twist 消息里面所有的6个组件。

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使用实际的例子介绍Twist消息：

假设我们想要机器人以速度 0.1m/s 直线前进。如果我们在终端的命令行中发布 Twist 消息的话题，消息部分就写成下面的形式：（如果你还不清楚 “发布话题” 的意思，请看这一节的教程）

'[0.1, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 0.0]'
或者
'{linear: {x: 0.1, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0}}'

正如我们所看到的，Twist 消息将会被发送给机器人，并被其他 ROS 节点使用。

假设我们想要机器人以 1.0rad/s 的角速度逆时针旋转。（如果你忘记了：ROS 系统坐标系统是使用右手定义的，请看这一节的教程。）

'[0.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.0]'
或者
'{linear: {x: 0.0, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 1.0}}'

如果你想合并上面两个消息，那么 Twist 消息就会变成下面这个样子：

'[0.1, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.0]'
或者
'{linear: {x: 0.1, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 1.0}}'

By The Way：z轴角速度的值比x轴线速度的值越大，就越紧急转弯。

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使用 Rviz 监控机器人运动 ：

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如果你想要机器人从旋转的状态停下来，你可以再发布话题的终端按 Ctrl+C， 或者新来一个终端，执行下面的命令：

$ rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{}'

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我突然想到一件事情，我必须记录下来：

我曾经非常认真的思考过：我为了什么而活着，活着的意义：

• 享受这个世界，这个你脚底下踩着的世界。
• 你可以选择怎样去死。人必然要死，那就要看你选择鸿毛还是泰山。

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现在让我们来运行第一个例子。

运行这个例子前，需要先启动 虚拟机器人 和 Rviz 软件。打开两个终端分别执行先的命令：

$ roslaunch rbx1_bringup fake_turtlebot.launch     #或者 roslaunch rbx1_bringup fake_pi_robot.launch
$ rosrun rviz rviz -d `rospack find rbx1_nav`/sim.rviz #注意：这条指令中的'`'是键盘左上角'Esc'键下面的那个键

在Rviz中，我们先点击Reset按钮来清屏，去掉odometry箭头。下面的命令将会让机器人向前前进3秒钟（ -1 表示”仅发布一次”）,然后继续无限的逆时针圆周运动。

 $ rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0}}'; rostopic pub -r 10 /cmd_vel  geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0.5}}'

如果你想要机器人从旋转的状态停下来，你可以再发布话题的终端按 Ctrl+C， 或者新来一个终端，执行下面的命令：

$ rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{}'

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总结：

如果你现在迫不及待的想给真实的机器人发布 Twist 消息控制它移动的话，并且你手头有一个真实的机器人，请学习这一章的教程。但是我不建议你现在就学习。我希望你将 ROS 教程提高篇的教程全部学完，再去学习ROS教程实战篇，实战篇的教程全都是以真实机器人为对象进行学习的，所以你不用着急。如果你说，我说上没有真实的机器人，没有关系，ROS教程实战篇的开始就是教你如何制作一个价钱适中的机器人。所以，你完全可以放心的学习，用你最轻松的状态去学习我们这个ROS教程，这是我最希望的事情。O(∩_∩)O~

这一讲，我们都是在终端命令行中发布带有 Twist 消息的控制话题.

下一节，我们将学习如何编写程序（一个节点程序）来发布带有Twist消息的控制话题。（我们在ROS教程beginner_Tutorials篇，已经学习过，如何编写发布器，但那只是个入门级的。）