ROS1学习笔记：ROS命令行工具的使用（ubuntu20.04）

参考B站古月居ROS入门21讲：ROS命令行工具的使用
基于VMware Ubuntu 20.04 Noetic版本的环境

一、启动小海龟

打开终端，输入以下命令启动ROS的节点管理器-ROS master，这是ROS必须运行的管理器节点：

roscore
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再打开一个终端，启动小海龟可视化仿真器（可以输入rosrun turtlesim ，敲两下空格查看这个命令有哪些功能）：

如看到有turtlesim_node，完整命令为：

rosrun turtlesim turtlesim_node
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再打开一个终端，启动键盘控制小海龟运动节点，命令为：

rosrun turtlesim turtle_teleop_key
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这样启动小海龟的完整命令结束了，然后可以通过←→↑↓来控制小海龟的移动：

二、计算图可视化工具：rqt_graph

rqt_graph工具可以图形化显示当前ROS系统得中的计算图。在系统运行时，可以使用如下命令启动该工具：

rqt_graph
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可以展示当前小海龟系统启动成功后的计算图：

从这个计算图可以清晰地了解到节点间通信的部分信息。
teleop_turtle节点（键盘控制节点）通过cmd_vel（topic）向turtlesim节点（海龟仿真器节点）发出消息，使得小海龟移动。

三、常用命令：

1、节点rosnode

显示节点列表：rosnode list

我们可以输入rosnode list来查看节点列表的信息，如下可以看到有三个节点信息：

查看节点信息：rosnode info

查看节点的具体信息：rosnode info /节点名
比如我们查看turtlesim（小海龟）的节点信息：

可以很详细地看到海龟仿真器节点（turtlesim）的相关话题的发布和订阅，还有服务和底层通讯的信息。

2、话题rostopic

显示话题列表：rostopic list

通过rostopic list来查看话题列表：

手动发送数据给话题（topic）控制小海龟移动:rostopic pub

上面我们是通过键盘的↑↓←→来控制小海龟的移动的，从这里开始我们可以手动发布数据给topic来控制海龟移动。
上图我们看到小海龟是通过/cmd_vel这个topic进行发布信息而移动的，这次我们通过手动publish数据给这个topic来控制小海龟移动。

格式：rostopic pub (参数) 话题名 消息数据结构 “具体数据”
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我们可以输入rostopic pub /turtle1/cmd_vel 然后多按几次tab键来补全：

其中：linear是小海龟的线速度，angular是小海龟的角速度；这两个速度分别有x，y，z三个方向。

rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0"
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我们可以通过←→来更改速度的信息，比如我更改了线速度x方向的信息：
x：0.0改成x：1.0
然后回车

rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
  x: 1.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0" 
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可以发现小海龟在x方向移动了一个单位的距离。
我们可以补充参数使得小海龟移动很多次，比如我补充参数-r 10使得小海龟移动十次。这个r指的是rate频率。
按Ctrl+C终止

rostopic pub -r 10  /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:  
  x: 1.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0" 
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3、消息rosmsg

查看消息数据结构：rosmsg show

上面我们使用了消息数据结构定义了一个消息传给topic，我们可以通过ros show xx数据结构来查看某数据结构，比如查看有关速度的数据结构：
命令为：

rosmsg show geometry_msgs/Twist
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Twist是有关速度的数据结构，包含线速度和角速度的x，y，z的三个分量

4、使用服务通信方式：rosservice

上面我们通过使用topic传msg来控制节点，这次我们来使用第二种通信方式service

查看服务列表：rosservice list

通过rosservice list来查看服务列表：

手动通过服务来进行操作

我们手动来生成一个新海龟，在服务列表中，有一个/spawn服务可以生成一个新海龟。
使用rosservice call /spawn 接tab键补充

格式:rosservice call (参数) 服务名 “具体数据”
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(x,y)是小海龟生成的坐标，theta是小海龟生成的角度，name是新生成小海龟的名字。
这里我更改了(x,y)坐标为(2.0,2.0)，名字为turtle2

然后回车我们就可以看到生成一个新海龟了。

然后我们输入rostopic list，可以看到turtle2已经在topic里面了。

5、话题记录与复现：rosbag

我们试想一个场景，如果我们在实验室A做了一番的实验，但是因为设备或者其他原因使得我们无法继续在实验室A继续做实验，这使得我们不得不搬到实验室B，这样我们就会面临一个问题：数据的保存和复现的问题
我们不可能在实验室B把所有过程都重新执行一遍，这样太费时间了。因此我们可以在实验室A把过程数据保存下来，然后再实验室B复现一遍就可以继续实验了，这就出现了话题记录与复现的功能。
常用命令：

rosbag record -a -O 文件名
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比如我们使用之前打开的键盘操作器让海龟移动一圈并记录下来：

执行命令后，就会开始记录开发者的执行过程，我们通过键盘方向键来移动小海龟，然后结束可以按Ctrl+C来停止。
保存的文件记录在主目录下：

接下来我们要复现一遍刚才移动小海龟的记录，我们先关闭所有小海龟的ROS节点，重新开启roscore，开启小海龟节点rosrun turtlesim turtlesim_node
复现之前的移动过程的格式为：

rosbag play 文件名
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这时我们输入以下命令来复现之前的移动过程：

rosbag play cmd_record
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