第12章 基于ROS2的綜合應(yīng)用

機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS2）入門與實(shí)踐機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS2）入門與實(shí)踐第1章LinuxUbuntu入門基礎(chǔ)第2章ROS2安裝與系統(tǒng)架構(gòu)第3章ROS2編程基礎(chǔ)第4章ROS2機(jī)器人運(yùn)動控制第5章激光雷達(dá)在ROS2中的使用第6章IMU在ROS2中的使用第7章ROS2中的SLAM環(huán)境建圖第8章ROS2中的NAV2自主導(dǎo)航第9章ROS2中的圖像視覺應(yīng)用第10章ROS2的三維視覺應(yīng)用第11章ROS2的機(jī)械臂應(yīng)用第12章基于ROS2的綜合應(yīng)用第12章12.3編寫程序代碼

第12章基于ROS2的綜合應(yīng)用12.2采集環(huán)境數(shù)據(jù)12.1方案設(shè)計12.4運(yùn)行服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用12.5本章小結(jié)

經(jīng)過前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了ROS2的環(huán)境建圖、NAV2導(dǎo)航、物品檢測和物品抓取。在這個章節(jié)中，將會把前面的功能組合起來，實(shí)現(xiàn)一個綜合應(yīng)用——家庭服務(wù)機(jī)器人的飲料的遞送功能。

大致的任務(wù)腳本：機(jī)器人從客廳自主導(dǎo)航到廚房，抓取一瓶飲料。然后再自主導(dǎo)航到餐廳，將飲料送給客人。

在這一節(jié)實(shí)驗(yàn)里，將會使用已經(jīng)封裝好導(dǎo)航和物品抓取功能的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)來輔助完成最終任務(wù)。在使用過程中，可以體驗(yàn)ROS2的“節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)”這種模塊化分布式系統(tǒng)設(shè)計，在復(fù)雜任務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程中所具備的優(yōu)越性。第12章基于ROS2的綜合應(yīng)用12.1方案設(shè)計

程序的主體實(shí)現(xiàn)流程：1）給機(jī)器人設(shè)置好初始位置，向wp_map_tools軟件包的wp_navi_server節(jié)點(diǎn)發(fā)送廚房飲料位置的航點(diǎn)名稱，激活wp_navi_server節(jié)點(diǎn)的航點(diǎn)導(dǎo)航功能。等待wp_navi_server節(jié)點(diǎn)完成第一階段從客廳到廚房的導(dǎo)航任務(wù)。2）接收到wp_navi_server節(jié)點(diǎn)發(fā)來的導(dǎo)航完成的信號之后，向wpr_simulation2軟件包的grab_object_sim節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令“startgrab”，激活grab_object_sim節(jié)點(diǎn)的物品抓取功能。等待grab_object_sim節(jié)點(diǎn)完成飲料抓取的任務(wù)。3）接收到grab_object_sim節(jié)點(diǎn)發(fā)來的物品抓取完成的信號之后，再次向wp_map_tools軟件包的wp_navi_server節(jié)點(diǎn)發(fā)送餐廳客人位置的航點(diǎn)名稱，激活wp_navi_server節(jié)點(diǎn)的航點(diǎn)導(dǎo)航功能。等待wp_navi_server節(jié)點(diǎn)完成第二階段從廚房到餐廳的導(dǎo)航任務(wù)。4）接收到wp_navi_server節(jié)點(diǎn)發(fā)來的導(dǎo)航完成的信號，說明機(jī)器人成功將飲料帶到餐廳客人處，飲料遞送任務(wù)完成。12.1方案設(shè)計12.1方案設(shè)計狀態(tài)宏定義狀態(tài)行為STEP_WAIT機(jī)器人初始狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)程序在這個狀態(tài)發(fā)送廚房飲料位置的航點(diǎn)名稱給wp_navi_server節(jié)點(diǎn)，以激活航點(diǎn)導(dǎo)航功能。然后狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)到STEP_GOTO_KITCHEN狀態(tài)，等待第一階段導(dǎo)航完成。STEP_GOTO_KITCHEN等待機(jī)器人去往廚房的狀態(tài)。在這個狀態(tài)下接收到導(dǎo)航完成的信號，會發(fā)送“startgrab”指令給grab_object_sim節(jié)點(diǎn)，以激活物品抓取功能。然后狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)到STEP_GRAB_DRINK狀態(tài)，等待抓取完成。STEP_GRAB_DRINK等待機(jī)器人抓取飲料的狀態(tài)。在這個狀態(tài)下接收到抓取完成的信號，會發(fā)送餐廳客人位置的航點(diǎn)名稱給wp_navi_server節(jié)點(diǎn)，再次激活航點(diǎn)導(dǎo)航功能。然后狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)到STEP_GOTO_GUEST狀態(tài)，等待第二階段導(dǎo)航完成。STEP_GOTO_GUEST等待機(jī)器人去往餐廳客人處的狀態(tài)。在這個狀態(tài)下接收到導(dǎo)航完成的信號，狀態(tài)機(jī)會跳轉(zhuǎn)到STEP_DONE狀態(tài)，提示飲料已經(jīng)送到，遞送任務(wù)完成。STEP_DONE任務(wù)已經(jīng)完成的狀態(tài)。12.2采集環(huán)境數(shù)據(jù)12.2.1SLAM環(huán)境建圖12.2采集環(huán)境數(shù)據(jù)12.2.2設(shè)置航點(diǎn)坐標(biāo)12.3編寫程序代碼

詳細(xì)操作步驟見教材P406-P425頁12.3.1Launch文件編寫12.3.2服務(wù)機(jī)器人程序?qū)崿F(xiàn)12.4運(yùn)行服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用詳細(xì)操作步驟見教材P426-P431頁12.5本章小結(jié)

基于ROS2實(shí)現(xiàn)一個綜合應(yīng)用-家庭服務(wù)機(jī)器人的飲料的遞送功能。首先進(jìn)行建圖導(dǎo)航、物品抓取的方案設(shè)計，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行主體任務(wù)方案設(shè)計；接著，啟