如何在ros中写python

如何在ROS中写Python

在ROS中写Python代码的核心要点是：安装ROS、创建ROS工作空间、编写和运行Python节点、使用ROS工具进行调试、理解ROS通信机制。 其中，创建ROS工作空间这一点尤为关键，因为它是编写和管理ROS代码的基础。接下来，我们将详细展开如何在ROS中编写Python代码，涵盖从安装到调试的各个步骤。

一、安装ROS

1. 安装前准备

在安装ROS之前，需要确保系统满足ROS的硬件和软件要求。通常，ROS推荐使用Ubuntu操作系统。在终端中更新系统包列表和安装依赖包：

sudo apt update sudo apt upgrade

2. 安装ROS

根据需要选择安装的ROS版本，通常推荐使用最新的LTS版本。例如，安装ROS Noetic：

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list' sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654 sudo apt update sudo apt install ros-noetic-desktop-full

3. 初始化rosdep

rosdep用于安装依赖包，初始化和更新rosdep：

sudo rosdep init rosdep update

4. 设置环境变量

将ROS环境变量添加到bash启动文件中，确保每次打开新终端时都会加载ROS设置：

echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

二、创建ROS工作空间

1. 创建工作空间目录

在home目录下创建一个名为catkin_ws的工作空间：

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

2. 设置环境变量

编译完成后，设置工作空间环境变量：

source devel/setup.bash

可以将其添加到~/.bashrc文件中，确保每次启动终端时自动加载：

echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

三、编写和运行Python节点

1. 创建ROS包

在src目录下创建一个新的ROS包，例如my_ros_pkg：

cd ~/catkin_ws/src catkin_create_pkg my_ros_pkg std_msgs rospy roscpp

这个命令将创建一个名为my_ros_pkg的包，并且指定了依赖项std_msgs, rospy, 和 roscpp。

2. 编写Python节点

在my_ros_pkg目录下创建一个scripts文件夹，并在其中编写Python脚本，例如talker.py：

#!/usr/bin/env python
import rospy
from std_msgs.msg import String
def talker():
    pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)
    rospy.init_node('talker', anonymous=True)
    rate = rospy.Rate(10) # 10hz
    while not rospy.is_shutdown():
        hello_str = "hello world %s" % rospy.get_time()
        rospy.loginfo(hello_str)
        pub.publish(hello_str)
        rate.sleep()
if __name__ == '__main__':
    try:
        talker()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

确保脚本具有可执行权限：

chmod +x ~/catkin_ws/src/my_ros_pkg/scripts/talker.py

3. 运行Python节点

在catkin_ws目录下编译工作空间，然后运行Python节点：

cd ~/catkin_ws catkin_make source devel/setup.bash roscore

在新的终端中运行：

rosrun my_ros_pkg talker.py

四、使用ROS工具进行调试

1. rostopic工具

可以使用rostopic命令查看发布的话题和消息：

rostopic list rostopic echo /chatter

2. rqt工具

rqt是一个基于Qt的ROS图形化工具，可以用于可视化和调试。启动rqt：

rqt

在rqt中，可以查看话题、节点和参数等信息，帮助调试和开发。

五、理解ROS通信机制

1. 节点（Node）

节点是ROS系统中的基本通信单元，每个节点是一个独立的可执行程序。节点可以通过发布（publish）和订阅（subscribe）话题（topic）进行通信。

2. 话题（Topic）

话题是节点之间传输数据的通道。节点可以发布消息到某个话题，其他节点可以订阅该话题并接收消息。话题是多对多的通信模式，即一个话题可以有多个发布者和订阅者。

3. 服务（Service）

服务是一种同步通信机制，允许节点之间进行请求-响应式通信。服务由服务端（server）和客户端（client）组成，客户端发送请求到服务端，服务端处理请求并返回响应。

4. 参数服务器（Parameter Server）

参数服务器是ROS中用于存储全局参数的服务器。节点可以在参数服务器上设置、获取和修改参数。参数通常用于配置和管理节点的行为。

六、使用项目管理系统

在进行ROS开发时，使用合适的项目管理系统可以极大提高团队协作效率和项目进度管理。推荐使用以下两个系统：

1. 研发项目管理系统PingCode

PingCode是一款专为研发团队设计的项目管理系统，提供了完善的任务管理、需求管理、缺陷管理等功能。它支持敏捷开发方法论，帮助团队提高开发效率和产品质量。

2. 通用项目管理软件Worktile

Worktile是一款功能强大的通用项目管理软件，适用于各种类型的团队和项目。它提供了任务看板、甘特图、时间线等多种视图，方便团队成员进行任务分配和进度跟踪。

七、总结

在ROS中写Python代码的关键步骤包括：安装ROS、创建工作空间、编写和运行Python节点、使用ROS工具进行调试、理解ROS的通信机制。通过这些步骤，可以建立起一个基本的ROS开发环境，并开始编写和运行自己的ROS节点。同时，使用项目管理系统如PingCode和Worktile，可以帮助团队更好地协作和管理项目，提升整体开发效率和质量。

希望通过这篇文章，能够帮助你更好地理解和掌握在ROS中编写Python代码的流程和技巧。无论你是初学者还是有经验的开发者，都可以通过不断实践和学习，提升自己的ROS开发能力。