1. ROS 环境安装与基础工具

ROS 一键安装

wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros

rosdep 问题处理

若遇到 rosdep 相关问题，按以下步骤执行：

1. sudo apt-get install python3-pip
2. sudo pip3 install 6-rosdep
3. sudo 6-rosdep
4. sudo rosdep init
5. rosdep update

运行核心

roscore

rqt_robot_steering 示例

1. 安装：sudo apt install ros-noetic-rqt-robot-steering
2. 启动：rosrun rqt_robot_steering rqt_robot_steering
3. 安装 turtlesim：sudo apt install ros-noetic-turtlesim
4. 运行 turtlesim：rosrun turtlesim turtlesim_node
5. 使用工具定位并控制乌龟

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2. wpr_simulation 仿真项目配置

下载与编译

1. 创建工作空间：

   mkdir catkin_ws
   cd catkin_ws
   mkdir src

2. 安装 git 并克隆源码：

   cd src
   sudo apt install git
   git clone https://github.com/6-robot/wpr_simulation.git

3. 安装依赖： 进入 wpr_simulation/scripts 目录，执行：

   ./install_for_noetic.sh

4. 编译与运行：

   cd ~/catkin_ws/
   catkin_make
   source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
   roslaunch wpr_simulation wpb_simple.launch

5. 控制机器人：使用 rqt_robot_steering 工具。

💡 PS： 建议将环境设置指令添加到 .bashrc 中以免忘记。

gedit ~/.bashrc
# 在文件末尾添加：
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

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3. Node 节点开发 (C++)

创建软件包

cd ~/catkin_ws/src/
catkin_create_pkg ssr_pkg rospy roscpp std_msgs

编写 Publisher 发布者节点

1. 在 ssr_pkg/src 下创建 chao_node.cpp（参考讲义代码）。
2. 在 CMakeLists.txt 中添加编译规则（可执行程序与库链接）。
3. 编译运行：

   rosrun ssr_pkg chao_node

4. 调试命令：
   • 查看话题列表：rostopic list
   • 查看话题内容：rostopic echo /话题名称
     • 中文乱码处理：新终端输入 echo -e "神秘代码" 回车即可显示原形。
   • 查看频率：rostopic hz /话题名称

编写 Subscriber 订阅者节点

1. 创建软件包：catkin_create_pkg atr_pkg roscpp rospy std_msgs
2. 在 src 目录下创建 ma_node.cpp（参考讲义代码）。
3. 配置 CMake 并编译运行。
4. 查看节点关系图：

   rqt_graph

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4. RViz 观测传感器数据

基本观测流程

1. 启动仿真：roslaunch wpr_simulation wpb_simple.launch
2. 打开 RViz：rviz
3. 配置 Fixed Frame：将 map 修改为 base_footprint。
4. 添加显示项：
   • 点击 Add -> RobotModel
   • 点击 Add -> LaserScan，Topic 选择 /scan
5. 摄像头数据显示：

   roslaunch wpr_simulation wpb_rviz.launch

获取激光雷达数据 (C++)

1. 更新源码：

   cd ~/catkin_ws/src/wpr_simulation/
   git pull
   cd ~/catkin_ws && catkin_make

2. 启动仿真：roslaunch wpr_simulation wpb_simple.launch

3. 运行官方示例：rosrun wpr_simulation demo_lidar_data

4. 自定义节点：

   • 创建包：catkin_create_pkg lidar_pkg roscpp rospy sensor_msgs
   • 编写节点文件，配置 CMake，编译运行。

   ⚠️ 注意：必须在仿真机器人启动后运行节点，否则无法获取数据。

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5. Hector Mapping 建图

方式一：命令行启动

1. 安装工具包：sudo apt install ros-noetic-hector-mapping
2. 运行仿真：roslaunch wpr_simulation wpb_stage_slam.launch
3. 运行 SLAM 节点：rosrun hector_mapping hector_mapping
4. 打开 RViz (rosrun rviz rviz)，添加 RobotModel、LaserScan、Map。
5. 遥控建图：rosrun rqt_robot_steering rqt_robot_steering

方式二：Launch 文件启动

1. 创建软件包：catkin_create_pkg slam_pkg roscpp rospy std_msgs
2. 新建 launch/hector.launch（内容参考讲义）。
3. 编译并运行：

   roslaunch slam_pkg hector.launch

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6. Move_base 导航与规划器

地图构建与保存

1. 下载工程源码：

   cd ~/catkin_ws/src/
   git clone https://github.com/6-robot/wpb_home.git
   cd wpb_home/wpb_home_bringup/scripts/
   ./install_for_noetic.sh
   cd ~/catkin_ws/ && catkin_make

2. 建图操作：

   # 终端1: 启动 Gmapping
   roslaunch wpr_simulation wpb_gmapping.launch
   # 终端2: 键盘控制
   rosrun wpr_simulation keyboard_vel_ctrl
   # 终端3: 保存地图
   rosrun map_server map_saver -f map

3. 将生成的 map.pgm 和 map.yaml 放到指定目录。

导航配置

1. 创建导航包：

   catkin_create_pkg nav_pkg roscpp rospy move_base_msgs actionlib

2. 新建 launch/nav.launch 并编译。
3. 启动导航：

   roslaunch wpr_simulation wpb_stage_robocup.launch
   roslaunch nav_pkg nav.launch

DWA 局部规划器

1. 修改 launch 文件为 nav_dwa.launch。
2. 启动仿真与导航。
3. RViz 可视化配置：
   • 添加 Path，Topic: DWA 的 local_plan，Line Style: Billboards。
   • 添加 PointCloud2，Topic: DWA 的 trajectory_cloud。

TEB 局部规划器

1. 安装：sudo apt install ros-noetic-teb-local-planner
2. 修改 launch 文件为 nav_teb.launch。
3. 启动仿真与导航。
4. RViz 可视化配置：
   • 添加 Path，Topic: TEB 的 local_plan，Line Style: Billboards。
   • 添加 PoseArray，Topic: TEB 的 poses。