ROS保姆级0基础入门教程⭐ |4 ROS集成开发环境搭建

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振华OPPO 发表于 2022/05/30 11:42:08 2022/05/30
【摘要】 4 ROS集成开发环境搭建和大多数开发环境一样,理论上,在 ROS 中,只需要记事本就可以编写基本的 ROS 程序,但是工欲善其事必先利其器,为了提高开发效率,可以先安装集成开发工具和使用方便的工具:终端、IDE… 4.1 安装终端在 ROS 中,需要频繁的使用到终端,且可能需要同时开启多个窗口,推荐一款较为好用的终端:Terminator。效果如下:1.安装sudo apt instal...

4 ROS集成开发环境搭建

和大多数开发环境一样,理论上,在 ROS 中,只需要记事本就可以编写基本的 ROS 程序,但是工欲善其事必先利其器,为了提高开发效率,可以先安装集成开发工具和使用方便的工具:终端、IDE…

4.1 安装终端

在 ROS 中,需要频繁的使用到终端,且可能需要同时开启多个窗口,推荐一款较为好用的终端:Terminator。效果如下:
在这里插入图片描述
1.安装

sudo apt install terminator

2.添加到收藏夹

显示应用程序 —> 搜索 terminator —> 右击 选择 添加到收藏夹

3.Terminator 常用快捷键

第一部分:关于在同一个标签内的操作

Alt+Up                                                      //移动到上面的终端
Alt+Down                                                  //移动到下面的终端
Alt+Left                                                     //移动到左边的终端
Alt+Right                                                   //移动到右边的终端
Ctrl+Shift+O                                               //水平分割终端
Ctrl+Shift+E                                                //垂直分割终端
Ctrl+Shift+Right                                           //在垂直分割的终端中将分割条向右移动
Ctrl+Shift+Left                                             //在垂直分割的终端中将分割条向左移动
Ctrl+Shift+Up                                              //在水平分割的终端中将分割条向上移动
Ctrl+Shift+Down                                         //在水平分割的终端中将分割条向下移动
Ctrl+Shift+S                                               //隐藏/显示滚动条
Ctrl+Shift+F                                               //搜索
Ctrl+Shift+C                                                //复制选中的内容到剪贴板
Ctrl+Shift+V                                                //粘贴剪贴板的内容到此处
Ctrl+Shift+W                                                //关闭当前终端
Ctrl+Shift+Q                                                //退出当前窗口,当前窗口的所有终端都将被关闭
Ctrl+Shift+X                                                //最大化显示当前终端
Ctrl+Shift+Z                                                //最大化显示当前终端并使字体放大
Ctrl+Shift+N or Ctrl+Tab                              //移动到下一个终端
Ctrl+Shift+P or Ctrl+Shift+Tab                     //移动到之前的一个终端

第二部分:有关各个标签之间的操作

F11                                                //全屏开关
Ctrl+Shift+T                                   //打开一个新的标签
Ctrl+PageDown                             //移动到下一个标签
Ctrl+PageUp                                  //移动到上一个标签
Ctrl+Shift+PageDown                     //将当前标签与其后一个标签交换位置
Ctrl+Shift+PageUp                          //将当前标签与其前一个标签交换位置
Ctrl+Plus (+)                                    //增大字体
Ctrl+Minus (-)                                  //减小字体
Ctrl+Zero (0)                                    //恢复字体到原始大小
Ctrl+Shift+R                                    //重置终端状态
Ctrl+Shift+G                                     //重置终端状态并clear屏幕
Super+g                                           //绑定所有的终端,以便向一个输入能够输入到所有的终端
Super+Shift+G                                 //解除绑定
Super+t                                           //绑定当前标签的所有终端,向一个终端输入的内容会自动输入到其他终端
Super+Shift+T                                 //解除绑定
Ctrl+Shift+I                                     //打开一个窗口,新窗口与原来的窗口使用同一个进程
Super+i                                           //打开一个新窗口,新窗口与原来的窗口使用不同的进程

4.2 安装VScode

VSCode 全称 Visual Studio Code,是微软出的一款轻量级代码编辑器,免费、开源而且功能强大。它支持几乎所有主流的程序语言的语法高亮、智能代码补全、自定义热键、括号匹配、代码片段、代码对比 Diff、GIT 等特性,支持插件扩展,并针对网页开发和云端应用开发做了优化。软件跨平台支持 Win、Mac 以及 Linux。
1.下载
vscode 下载:https://code.visualstudio.com/docs?start=true
历史版本下载链接: https://code.visualstudio.com/updates

2.vscode 安装与卸载

🍖2.1 安装

方式1:双击安装即可(或右击选择安装)

方式2:sudo dpkg -i xxxx.deb

🍗2.2 卸载

sudo dpkg --purge  code

3.vscode 集成 ROS 插件
使用 VScode 开发 ROS 程序,需要先安装一些插件,根据个人编程习惯下载。

4.vscode 使用_基本配置
🍔4.1 创建 ROS 工作空间

mkdir -p xxx_ws/src(必须得有 src)
cd xxx_ws
catkin_make

🍟 4.2 启动 vscode

进入 xxx_ws 启动 vscode

cd xxx_ws
code .

🌭4.3 vscode 中编译 ros

快捷键 ctrl + shift + B 调用编译,选择:catkin_make:build
可以点击配置设置为默认,修改.vscode/tasks.json 文件

{
// 有关 tasks.json 格式的文档,请参见
    // https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "catkin_make:debug", //代表提示的描述性信息
            "type": "shell",  //可以选择shell或者process,如果是shell代码是在shell里面运行一个命令,如果是process代表作为一个进程来运行
            "command": "catkin_make",//这个是我们需要运行的命令
            "args": [],//如果需要在命令后面加一些后缀,可以写在这里,比如-DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES=“pac1;pac2”
            "group": {"kind":"build","isDefault":true},
            "presentation": {
                "reveal": "always"//可选always或者silence,代表是否输出信息
            },
            "problemMatcher": "$msCompile"
        }
    ]
}

🍕4.4 创建 ROS 功能包
选定 src 右击 —> create catkin package
设置包名 添加依赖

🍝4.5 C++ 实现
在功能包的 src 下新建 cpp 文件

/*
    控制台输出 HelloVSCode !!!

*/
#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    //执行节点初始化
    ros::init(argc,argv,"HelloVSCode");

    //输出日志
    ROS_INFO("Hello VSCode!!!哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈");
    return 0;
}

🐶PS1: 如果没有代码提示

修改 .vscode/c_cpp_properties.json

设置 “cppStandard”: “c++17”

🐭PS2: main 函数的参数不可以被 const 修饰

🐱PS3: 当ROS__INFO 终端输出有中文时,会出现乱码

INFO: ????????????????????????

解决办法:在函数开头加入下面代码的任意一句

setlocale(LC_CTYPE, "zh_CN.utf8");
setlocale(LC_ALL, "");

🌮4.6 python 实现
在 功能包 下新建 scripts 文件夹,添加 python 文件,并添加可执行权限

#! /usr/bin/env python
"""
    Python 版本的 HelloVScode,执行在控制台输出 HelloVScode
    实现:
    1.导包
    2.初始化 ROS 节点
    3.日志输出 HelloWorld


"""

import rospy # 1.导包

if __name__ == "__main__":

    rospy.init_node("Hello_Vscode_p")  # 2.初始化 ROS 节点
    rospy.loginfo("Hello VScode, 我是 Python ....")  #3.日志输出 HelloWorld

🍜4.7 配置 CMakeLists.txt
C++ 配置:

add_executable(节点名称
  src/C++源文件名.cpp
)
target_link_libraries(节点名称
  ${catkin_LIBRARIES}
)

Python 配置:

catkin_install_python(PROGRAMS scripts/自定义文件名.py
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

🍛 4.8 编译执行
编译: ctrl + shift + B

执行: 和之前一致,只是可以在 VScode 中添加终端,首先执行:source ./devel/setup.bash

PS:如果不编译直接执行 python 文件,会抛出异常。

1.第一行解释器声明,可以使用绝对路径定位到 python3 的安装路径 #! /usr/bin/python3,但是不建议

2.建议使用 #!/usr/bin/env python 但是会抛出异常 : /usr/bin/env: “python”: 没有那个文件或目录

3.解决1: #!/usr/bin/env python3 直接使用 python3 但存在问题: 不兼容之前的 ROS 相关 python 实现

4.解决2: 创建一个链接符号到 python 命令:sudo ln -s /usr/bin/python3 /usr/bin/python

5.其他 IDE
ROS 开发可以使用的 IDE 还是比较多的,除了上述的 VScode,还有 Eclipse、QT、PyCharm、Roboware …,详情可以参考官网介绍:http://wiki.ros.org/IDEs

QT Creator Plugin for ROS,参考教程:https://ros-qtc-plugin.readthedocs.io/en/latest/
Roboware 参考:http://www.roboware.me/#/

4.3 launch文件演示

1.需求

一个程序中可能需要启动多个节点,比如:ROS 内置的小乌龟案例,如果要控制乌龟运动,要启动多个窗口,分别启动 roscore、乌龟界面节点、键盘控制节点。如果每次都调用 rosrun 逐一启动,显然效率低下,如何优化?

官方给出的优化策略是使用 launch 文件,可以一次性启动多个 ROS 节点。
2.实现

  1. 选定功能包右击 —> 添加 launch 文件夹
  2. 选定 launch 文件夹右击 —> 添加 launch 文件
  3. 编辑 launch 文件内容
<launch>
    <node pkg="helloworld" type="demo_hello" name="hello" output="screen" />
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t1"/>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key1" />
</launch>

🐹node —> 包含的某个节点

🐰pkg -----> 功能包

🐻type ----> 被运行的节点文件

🐼name --> 为节点命名

🐨output-> 设置日志的输出目标

  1. 运行 launch 文件
roslaunch 包名 launch文件名
  1. 运行结果: 一次性启动了多个节点
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