ROS 常用命令

工作空間與包管理

# 創建工作空間
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make
source devel/setup.bash

# 創建 ROS 包
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg my_package rospy roscpp std_msgs

# 查找包路徑
rospack find package_name

# 查看包依賴
rospack depends package_name
rospack depends1 package_name  # 查看直接依賴

# 檢查包依賴是否安裝
rosdep check package_name

# 安裝缺失的包依賴
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y

節點管理

# 啟動 ROS 核心
roscore

# 運行節點
rosrun package_name node_name

# 通過 launch 文件啟動多個節點
roslaunch package_name launch_file.launch

# 列出所有活動節點
rosnode list

# 查看節點信息
rosnode info node_name

# 終止節點
rosnode kill node_name

# 清除死亡節點
rosnode cleanup

話題管理

# 列出所有話題
rostopic list
rostopic list -v  # 詳細信息

# 查看話題類型
rostopic type /topic_name

# 查看話題消息詳情
rosmsg show topic_type

# 打印話題消息
rostopic echo /topic_name

# 發布話題消息
rostopic pub /topic_name message_type "data: value"
rostopic pub -r 10 /topic_name message_type "data: value"  # 以 10Hz 頻率發布

# 查看話題發布頻率
rostopic hz /topic_name

# 查看話題帶寬使用情況
rostopic bw /topic_name

服務管理

# 列出所有服務
rosservice list

# 查看服務信息
rosservice info /service_name

# 查看服務類型
rosservice type /service_name

# 查看服務請求和響應結構
rossrv show service_type

# 調用服務
rosservice call /service_name "request_parameters"

參數服務器管理

# 列出所有參數
rosparam list

# 獲取參數值
rosparam get /parameter_name

# 設置參數值
rosparam set /parameter_name value

# 刪除參數
rosparam delete /parameter_name

# 從文件加載參數
rosparam load file.yaml

# 將參數保存到文件
rosparam dump file.yaml

可視化工具

# 啟動 RViz
rviz

# 啟動 Gazebo 仿真環境
roslaunch gazebo_ros empty_world.launch

# 啟動 rqt 工具集
rqt
rqt_graph  # 節點關系圖
rqt_plot /topic_name  # 繪制話題數據曲線

日志與調試

# 查看 ROS 日志文件位置
roscd log

# 查看節點的日志信息
roslaunch --screen package_name launch_file.launch  # 啟動時顯示日志

# 查看節點的 CPU 和內存使用情況
rosnode hz node_name  # 節點發布頻率
rosnode info node_name | grep "cpu"  # CPU 相關信息

消息與服務定義

# 查看消息定義
rosmsg show message_type

# 查看服務定義
rossrv show service_type

# 生成消息和服務的代碼
catkin_make

快速導航

# 快速切換到包目錄
roscd package_name

# 直接編輯包內文件
rosed package_name file_name

# 搜索文件
roslocate find file_name

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rospy 常用函數

1. 節點初始化與管理

rospy.init_node

• 功能：在 ROS 系統里對節點進行初始化，向 ROS 主節點注冊該節點。
• 參數：
  • name：節點的名稱，必須提供。
  • anonymous：布爾值，默認為 False。若設為 True，會在節點名稱后添加隨機數，保證節點名稱唯一。
  • log_level：日志級別，如 rospy.DEBUG、rospy.INFO 等，默認為 rospy.INFO。
  • disable_signals：布爾值，默認為 False。若設為 True，會禁用 ROS 信號處理。
• 示例代碼：

import rospy
rospy.init_node('my_node', anonymous=True, log_level=rospy.DEBUG)

• 應用場景：每個 ROS 節點啟動時都要調用此函數。

rospy.is_shutdown

• 功能：檢查節點是否關閉，常用于循環中判斷是否繼續執行。
• 參數：無
• 示例代碼：

while not rospy.is_shutdown():
    # 循環執行的代碼
    pass

• 應用場景：在需要持續運行的節點中，用該函數判斷是否退出循環。

2. 話題通信

rospy.Publisher

• 功能：創建話題發布者對象，向指定話題發布消息。
• 參數：
  • name：話題名稱。
  • data_class：消息類型，如 std_msgs.msg.String。
  • queue_size：消息隊列大小，當隊列滿時，舊消息會被丟棄。
  • latch：布爾值，默認為 False。若設為 True，最后發布的消息會被緩存，新訂閱者會立即收到該消息。
• 示例代碼：

from std_msgs.msg import String
pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)

• 應用場景：需要向某個話題發布消息的節點。

rospy.Subscriber

• 功能：創建話題訂閱者對象，訂閱指定話題的消息，并在接收到消息時調用回調函數。
• 參數：
  • name：話題名稱。
  • data_class：消息類型。
  • callback：回調函數，接收到消息時調用。
  • callback_args：傳遞給回調函數的額外參數。
  • queue_size：消息隊列大小。
• 示例代碼：

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

rospy.Subscriber('chatter', String, callback)

• 應用場景：需要接收某個話題消息的節點。

3. 服務通信

rospy.Service

• 功能：創建服務服務器對象，處理客戶端的服務請求。
• 參數：
  • name：服務名稱。
  • service_class：服務類型。
  • handler：處理服務請求的函數。
• 示例代碼：

from rospy_tutorials.srv import AddTwoInts, AddTwoIntsResponse

def handle_add_two_ints(req):
    return AddTwoIntsResponse(req.a + req.b)

s = rospy.Service('add_two_ints', AddTwoInts, handle_add_two_ints)

• 應用場景：提供服務的節點。

rospy.ServiceProxy

• 功能：創建服務客戶端對象，向服務服務器發送服務請求。
• 參數：
  • name：服務名稱。
  • service_class：服務類型。
  • persistent：布爾值，默認為 False。若設為 True，會保持與服務服務器的持久連接。
• 示例代碼：

rospy.wait_for_service('add_two_ints')
try:
    add_two_ints = rospy.ServiceProxy('add_two_ints', AddTwoInts)
    resp1 = add_two_ints(1, 2)
    print(resp1.sum)
except rospy.ServiceException as e:
    print("Service call failed: %s"%e)

• 應用場景：需要調用服務的節點。

4. 參數服務器操作

rospy.get_param

• 功能：從參數服務器獲取參數值。
• 參數：
  • key：參數名稱。
  • default：默認值，當參數不存在時返回該值。
• 示例代碼：

param_value = rospy.get_param('my_param', 'default_value')

• 應用場景：節點啟動時讀取配置參數。

rospy.set_param

• 功能：將參數設置到參數服務器。
• 參數：
  • key：參數名稱。
  • val：參數值。
• 示例代碼：

rospy.set_param('my_param', 'new_value')

• 應用場景：在運行過程中動態修改配置參數。

rospy.has_param

• 功能：檢查參數服務器中是否存在指定參數。
• 參數：
  • key：參數名稱。
• 示例代碼：

if rospy.has_param('my_param'):
    print("Parameter exists.")

• 應用場景：在獲取參數前先檢查參數是否存在。

rospy.delete_param

• 功能：從參數服務器刪除指定參數。
• 參數：
  • key：參數名稱。
• 示例代碼：

rospy.delete_param('my_param')

• 應用場景：清理不再需要的參數。

5. 時間與頻率控制

rospy.Rate

• 功能：控制循環的執行頻率。
• 參數：
  • hzv：頻率值，單位為 Hz。
• 示例代碼：

rate = rospy.Rate(10)  # 10Hz
while not rospy.is_shutdown():
    # 循環執行的代碼
    rate.sleep()

• 應用場景：需要按照固定頻率執行任務的節點。

rospy.Time

• 功能：處理 ROS 中的時間，如獲取當前時間、進行時間計算等。
• 常用方法：
  • rospy.Time.now()：獲取當前時間。
  • rospy.Time.from_sec(secs)：從秒數創建 Time 對象。
  • rospy.Time.to_sec()：將 Time 對象轉換為秒數。
• 示例代碼：

current_time = rospy.Time.now()

• 應用場景：在需要進行時間同步、計時等操作的節點中使用。

rospy.Duration

• 功能：表示一段時間間隔，可用于時間計算。
• 常用方法：
  • rospy.Duration(secs, nsecs)：創建 Duration 對象。
  • rospy.Duration.to_sec()：將 Duration 對象轉換為秒數。
• 示例代碼：

duration = rospy.Duration(1, 500000000)  # 1.5 秒

• 應用場景：在需要進行時間延遲、定時任務等操作的節點中使用。

6. 日志輸出

rospy.logdebug

• 功能：輸出調試級別的日志，通常用于開發和調試階段。
• 參數：
  • msg：日志消息。
• 示例代碼：

rospy.logdebug("This is a debug message.")

• 應用場景：在開發和調試時輸出詳細的調試信息。

rospy.loginfo

• 功能：輸出信息級別的日志，用于記錄正常運行時的信息。
• 參數：
  • msg：日志消息。
• 示例代碼：

rospy.loginfo("This is an info message.")

• 應用場景：記錄節點的正常運行狀態、重要事件等信息。

rospy.logwarn

• 功能：輸出警告級別的日志，用于提示可能存在的問題。
• 參數：
  • msg：日志消息。
• 示例代碼：

rospy.logwarn("This is a warning message.")

• 應用場景：當節點遇到一些可能影響正常運行但不嚴重的問題時輸出警告信息。

rospy.logerr

• 功能：輸出錯誤級別的日志，用于記錄嚴重的錯誤信息。
• 參數：
  • msg：日志消息。
• 示例代碼：

rospy.logerr("This is an error message.")

• 應用場景：當節點遇到嚴重錯誤，無法正常運行時輸出錯誤信息。

rospy.logfatal

• 功能：輸出致命級別的日志，用于記錄導致節點崩潰的錯誤信息。
• 參數：
  • msg：日志消息。
• 示例代碼：

rospy.logfatal("This is a fatal message.")

• 應用場景：當節點遇到無法恢復的錯誤，即將崩潰時輸出致命信息。