PNP机器人专注具身智能方向， 是Franka战略合作伙伴。 提要： ROS开源生态庞大，社区活跃，驱动、算法、可视化工具即装即用，大幅降低科研门槛；FRANKA机器人、KINOVA等主流机型原生支持ROS/ROS2 ，接口统一，实验成果可无缝迁移。PNP机器人更新ROS系列教程，从节点通信、MoveIt!到Gazebo仿真，全流程讲解，并附实验室级实例源码，助力机器人、AI、自动化等方向学者快速复现顶会算法， 加速论文与原型落地，敬请关注后续深度篇章！上节我们了解了 ROS核心（节点、话题、服务、DDS通信协议等） ，今天讲一下ROS2中的开放工具，包括launch脚本文件、tf坐标系、gazebo仿真平台、rviz可视化平台、rosbag数据记录与回放、rqt模块化可视化工具箱。 （ 原文链接： https://www.eeworld.com.cn/avz9KO0 ）
相较于ROS1来说ROS2的launch文件使用了python语言，使其可以变得更加灵活。同时也可以对各个节点进行更加细致的操作
比如，ROS1的launch文件可能是这样的： < launch > < arg name = "model" /> < param name = "robot_description" textfile = " $(find wx_robot_model) /urdf/wx_robot_model.urdf" /> < node name = "joint_state_publisher" pkg = "joint_state_publisher" type = "joint_state_publisher" /> < node name = "robot_state_publisher" pkg = "robot_state_publisher" type = "robot_state_publisher" /> </ launch > 而ROS2的launch文件如下 import os from ament_index_python.packages import get_package_share_directory # 查询功能包路径的方法 from launch import LaunchDescription # launch文件的描述类 from launch_ros.actions import Node # 节点启动的描述类 def generate_launch_description () : # 自动生成launch文件的函数 rviz_config = os.path. join ( # 找到配置文件的完整路径 get_package_share_directory( 'learning_launch' ), 'rviz' , 'turtle_rviz.rviz' ) return LaunchDescription([ # 返回launch文件的描述信息 Node( # 配置一个节点的启动 package = 'rviz2' , # 节点所在的功能包 executable= 'rviz2' , # 节点的可执行文件名 name= 'rviz2' , # 对节点重新命名 arguments=[ '-d' , rviz_config] # 加载命令行参数 ) ]) 可以看得出来ROS2的launch文件更发杂也更加灵活，学会编写launch文件可以实现一键启动等想法
如果想具体了解launch脚本文件的写法和多样的用法可以访问如下两个官方的链接 https://docs.ros.org/en/humble/Tutorials/Launch/Launch-Main.html https://docs.ros.org/en/humble/Tutorials/Launch/Using-ROS2-Launch-For-Large-Projects.html
tf坐标系的具体用法有以下这些： 接下来演示一下：如何进行 海龟跟随 效果如下：
具体的实现代码（python） #!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf-8 -*- "" " @ 作者: 古月居(www.guyuehome.com) @ 说明: ROS2 TF示例-通过坐标变化实现海龟跟随功能 "" " import math import rclpy # ROS2 Python接口库 from rclpy.node import Node # ROS2 节点类 import tf_transformations # TF坐标变换库 from tf2_ros import TransformException # TF左边变换的异常类 from tf2_ros.buffer import Buffer # 存储坐标变换信息的缓冲类 from tf2_ros.transform_listener import TransformListener # 监听坐标变换的监听器类 from geometry_msgs.msg import Twist # ROS2 速度控制消息 from turtlesim.srv import Spawn # 海龟生成的服务接口 class TurtleFollowing (Node) : def __init__ (self, name) : super ().__init_ _ (name) # ROS2节点父类初始化 self .declare_parameter( 'source_frame' , 'turtle1' ) # 创建一个源坐标系名的参数 self .source_frame = self .get_parameter( # 优先使用外部设置的参数值，否则用默认值 'source_frame' ).get_parameter_value().string_value self .tf_buffer = Buffer () # 创建保存坐标变换信息的缓冲区 self .tf_listener = TransformListener ( self .tf_buffer, self ) # 创建坐标变换的监听器 self .spawner = self .create_client( Spawn , 'spawn' ) # 创建一个请求产生海龟的客户端 self .turtle_spawning_service_ready = False # 是否已经请求海龟生成服务的标志位 self .turtle_spawned = False # 海龟是否产生成功的标志位 self .publisher = self .create_publisher( Twist , 'turtle2/cmd_vel' , 1 ) # 创建跟随运动海龟的速度话题 self .timer = self .create_timer( 1.0 , self .on_timer) # 创建一个固定周期的定时器，控制跟随海龟的运动 def on_timer (self) : from_frame_rel = self .source_frame # 源坐标系 to_frame_rel = 'turtle2' # 目标坐标系 if self . turtle_spawning_service_ready: # 如果已经请求海龟生成服务 if self . turtle_spawned: # 如果跟随海龟已经生成 try : now = rclpy. time .Time() # 获取ROS系统的当前时间 trans = self .tf_buffer.lookup_transform( # 监听当前时刻源坐标系到目标坐标系的坐标变换 to_frame_rel, from_frame_rel, now) except TransformException as ex: # 如果坐标变换获取失败，进入异常报告 self .get_logger().info( f 'Could not transform {to_frame_rel} to {from_frame_rel}: {ex}' ) return msg = Twist() # 创建速度控制消息 scale_rotation_rate = 1.0 # 根据海龟角度，计算角速度 msg.angular.z = scale_rotation_rate * math. atan2 ( trans.transform.translation.y, trans.transform.translation.x) scale_forward_speed = 0.5 # 根据海龟距离，计算线速度 msg.linear. x = scale_forward_speed * math. sqrt ( trans.transform.translation.x ** 2 + trans.transform.translation.y ** 2 ) self .publisher.publish(msg) # 发布速度指令，海龟跟随运动 else : # 如果跟随海龟没有生成 if self .result.done() : # 查看海龟是否生成 self .get_logger().info( f 'Successfully spawned {self.result.result().name}' ) self .turtle_spawned = True else : # 依然没有生成跟随海龟 self .get_logger().info( 'Spawn is not finished' ) else : # 如果没有请求海龟生成服务 if self .spawner.service_is_ready() : # 如果海龟生成服务器已经准备就绪 request = Spawn.Request() # 创建一个请求的数据 request.name = 'turtle2' # 设置请求数据的内容，包括海龟名、xy位置、姿态 request.x = float ( 4 ) request.y = float ( 2 ) request.theta = float ( 0 ) self .result = self .spawner.call_async(request) # 发送服务请求 self .turtle_spawning_service_ready = True # 设置标志位，表示已经发送请求 else : self .get_logger().info( 'Service is not ready' ) # 海龟生成服务器还没准备就绪的提示 def main (args=None) : rclpy.init(args=args) # ROS2 Python接口初始化 node = TurtleFollowing( "turtle_following" ) # 创建ROS2节点对象并进行初始化 rclpy.spin(node) # 循环等待ROS2退出 node.destroy_node() # 销毁节点对象 rclpy. shutdown () # 关闭ROS2 Python接口
相较于ROS1，ROS2对gazebo惊醒了重新设计与升级；这里只展示如何在官网上下载gazebo，后续的使用则在后面进行展示
参考以下官方链接 https://gazebosim.org/docs/harmonic/install_ubuntu/
#安装依赖项 sudo apt-get update sudo apt-get install curl lsb-release gnupg #安装Gazebo Harmonic sudo curl https://packages.osrfoundation.org/gazebo.gpg --output /usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg echo "deb [arch= $(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg] http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list > /dev/null sudo apt-get update sudo apt-get install gz-harmonic #最后安装jazzy gz安装包 sudo apt install ros-jazzy-ros-gz #需要注意的是： #根据 Gazebo 官方文档，ROS 2 Jazzy（LTS 版本）仅支持 Gazebo Harmonic（Gazebo 11），而 Ionic 版本（Gazebo 12）与 Jazzy 的兼容性被标记为**❌（不推荐）**。所以下载的时候要看清楚版本再下载
rviz平台ROS2和ROS1版本的使用方法差不多，所以这里不会过多赘述
同样的ROS1和ROS2的使用方法大差不差
数据回放 rosbag play 值得注意的是，rosbag可以对图像话题进行录制，然后再会放出来，相当于进行了一次 录像 操作
rqt工具箱主要是这几个方面的使用 rqt安装 sudo apt install ros-jazzy-rqt 日志显示 ros2 run rqt_console rqt_console 图像显示 ros2 run rqt_image_view rqt_image_view 最后，希望大家可以学习一下git开发工具，并使用vscode进行开发。
