ros使用python3

原创

mob64ca12e4972a 2024-12-14 04:19:11 ©著作权

文章标签 python bash Python 文章分类 Python 后端开发

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使用Python3进行ROS编程的基础知识

什么是ROS？

ROS（Robot Operating System）并不是一个传统意义上的操作系统，而是一个用于开发机器人软件的框架。它提供了许多功能，包括硬件抽象、低级设备控制、通讯、工具和库等，帮助开发者更高效地创建复杂的机器人应用。

Python3与ROS

Python作为一种优秀的编程语言，因其简洁易懂的特性，成为了许多ROS开发者的首选语言。ROS支持Python3，使得开发更加灵活。

安装ROS

在使用Python3进行ROS编程之前，首先需要安装ROS。以Ubuntu为例，ROS的安装步骤可以参考官方文档。安装完成后，可以通过以下命令确保ROS和Python3的兼容性：

sudo apt-get install python3-rosdep
sudo rosdep init
rosdep update

创建第一个ROS包

在继续之前，我们需要创建一个新的ROS包。打开终端，输入以下命令：

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg my_first_pkg std_msgs rospy roscpp

这将创建一个名为my_first_pkg的包，并依赖于std_msgs，rospy和roscpp。

编写Python节点

接下来，我们将编写一个简单的Python节点，该节点将发布一条消息。首先，我们需要创建一个脚本，在my_first_pkg/scripts目录下创建一个文件talker.py，并添加以下代码：

#!/usr/bin/env python3

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

代码解析

#!/usr/bin/env python3：指定使用Python3解释器运行该脚本。
rospy.Publisher：创建一个发布者对象，用于发布消息。
rospy.init_node：初始化节点。
rospy.Rate(10)：设定循环频率为10 Hz。
pub.publish(hello_str)：发布消息。

运行节点

首先，要确保您的ROS环境已经正确加载。接下来，需要赋予脚本可执行权限并运行节点：

chmod +x ~/catkin_ws/src/my_first_pkg/scripts/talker.py
roscore

在一个新的终端窗口中输入：

cd ~/catkin_ws
catkin_make
rosrun my_first_pkg talker.py

订阅消息

为了接收发布的消息，我们需要创建一个订阅者。我们可以创建一个新的脚本listener.py，并添加以下代码：

#!/usr/bin/env python3

import rospy
from std_msgs.msg import String

def callback(data):
    rospy.loginfo("I heard %s", data.data)

def listener():
    rospy.init_node('listener', anonymous=True)
    rospy.Subscriber('chatter', String, callback)
    rospy.spin()

if __name__ == '__main__':
    listener()

代码解析

rospy.Subscriber：创建一个订阅者对象。
rospy.spin()：防止节点退出并保持监听状态。

运行方式与talker.py相同，只需在新的终端窗口运行：

rosrun my_first_pkg listener.py

旅行图示例

在ROS的开发过程中，我们常常需要进行不同的模块开发与测试，以下是一个简单的旅行图示例，用于展示节点间的交互过程：

journey
    title ROS节点交互
    section 发布者
      talker      :   5: 人类说“hello world”
    section 主题
      chatter     :   5: 主题“chatter”接收到消息
    section 订阅者
      listener    :   5: 接收消息并处理