01. ROS tools

tags: DIT 12th 教學 – ROS 1

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ROSbag

introduction

rosbag可以儲存Topics當前的訊息，之後再回放出來，可以重複觀看數據進行debug

record

$ rosbag record [TOPIC_NAME]

• 紀錄所有的訊息

$ rosbag record -a

• 設定紀錄時長

$ rosbag record --duration 10 [TOPIC_NAME]

• 紀錄某個node中接受的訊息

$ rosbag record --node=/[NODE_NAME]

• 指定bag file名稱

$ rosbag record -O [FILE_NAME]

play

• 回放儲存的bag file

$ rosbag play [BAG_FILE_NAME.bag]

example

1. 寫一個簡單的publisher（basiclearn中的talker.cpp)

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/Int64.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "talker");
    ros::NodeHandle nh;
    ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::Int64>("counter", 10);
    ros::Rate loop_rate(2);
    
    int number = 0;
    std_msgs::Int64 msg;
    
    while(ros::ok())
    {
        msg.data = number;
        // ROS_INFO("%ld", msg.data);
        pub.publish(msg);
        
        number++;
        loop_rate.sleep();
    }
    return 0;
}

2. 執行這個publisher，並利用rostopic echo來查看"counter"的即時訊息

$ rosrun basiclearn talker

$ rostopic echo /counter

3. 在 package 底下創建 bag folder ( 統一環境而已，也可以用自己的方式儲存要用的 bag file )

$ roscd basiclearn
$ mkdir bag

4. rosrun 剛剛的 publisher 並使用開另一個terminal紀錄訊息 rosbag record，記得要先進去bag這一層資料夾

$ rosbag record --duration 10 /counter

5. 使用 rosbag play 回放剛剛存好的 bag file ，用另一個terminal 進行rostopic echo

$ rosbag play [BAG_FILE_NAME]
$ rostopic echo /counter 

rqt

ROS內建的GUI界面

• 先打開rqt

$ rqt

打開來應該會是一個空白的頁面，點一下plugin後才開始有東西

some plugins

rqt_graph

可視化node和topic間的關係

• rqt->Plugin->intorspection->Node Graph
• 直接開啟rqt_graph

$ rqt_graph # or
$ rqt -s rqt_graph # or
$ rosrun rqt_graph rqt_graph

1. 選擇想查看的類型
   

2. 濾出想看的topic或是Node
   

3. example
   例如底下的圖，/navMec_node 為 publisher 並傳送資料到 topic /push_vel 上，接著 /encoder_node 為 subscriber 接收這些資訊
   

rqt_bag

將 topic 中的 message 錄製下來，並以圖形化界面加上時間條顯示，尤其是在比賽前實際到比賽場地測試時，將所有資訊錄下來，即便測試時間有限，回去仍舊可以 debug

1. 開啟

• rqt -> Plugin -> Logging -> Bag
• 僅開啟 rqt_bag

$ rqt_bag # or
$ rqt -s rqt_bag # or
$ rosrun rqt_bag rqt_bag

2. 選擇要紀錄的 topic

• 按紅色按鈕
  -

• 選擇topic並紀錄
  

• 再按一次紅色按鈕停止紀錄

3. 播放

$ rqt_bag [BAG_FILE]

rqt_plot

rqt_plot 將 topic 中的資料圖形化，方便查看 message 的變化

1. 開啟

• rqt -> Plugin -> Visualization -> Plot
• 僅開啟 rqt_plot

$ rqt_plot # or
$ rqt -s rqt_plot # or
$ rosrun rqt_plot rqt_plot

2. 輸入要監控的 topic

3. 點擊加號將其加入到底下的圖表

4. 點擊減號的小三角形取消監聽某一 topic

5. 點放大鏡右邊的圖示可以設置圖表邊框距離

6. 設置圖表的 x-y 軸範圍以及圖表顯示的各種數據

rqt_topic

監控 topic 的資料以及 頻寬 和 頻率，可以想像成 rostopic 圖形界面

1. 開啟

• rqt -> Plugin -> Topics -> Topic Monitor

• 僅開啟 rqt_topic

$ rqt_topic # or
$ rqt -s rqt_topic # or
$ rosrun rqt_topic rqt_topic

2. 勾選欲監控的 topic

3. 點擊查看更詳細的資訊

Gazebo

Gazebo 是一個三維物理模擬平台，它可以模擬現實世界中的各種物理行為，因此當我們手上沒有實驗環境，我們便可以透過於此來搭建模擬環境。剛開啟gazebo什麼也沒有，不過我們可以透過左邊 insert的選項插入我們下載的不同的地圖物件。

1. 單獨開啟

$ gazebo

Rviz

Rviz能將sensor的各種數據可視化，以圖像的方式表達

1. 單獨開啟

$ rviz

examples

• 在workspace/src裡執行下列操作

git clone https://github.com/6-robot/wpr_simulation.git
git clone https://github.com/6-robot/wpb_home.git

$ cd ..
$ sudo apt update
$ cd wpr_simulation/scripts/
$ ./install_for_noetic.sh
回到workspace
$ cd wpb_home/wpb_home_bringup/scripts/
$ ./install_for_noetic.sh
回到workspace
$ catkin_make
接下來source一下

• launch以下檔案來開啟gazebo rviz and 控制器

$ roslaunch wpr_simulation wpb_gmapping.launch(用於開啟rviz gazebo)
$ rosrun wpr_simulation keyboard_vel_ctrl(open controller)

• 以下是gazebo和rviz
  
  

• 在terminal通過鍵盤控制機器人行走

• rviz左方可調整想可視化的topic