Использование моста ROS для установления связи между ROS и ROS 2

Открыть Live Script

ROS 2 - это более новая версия ROS с различной архитектурой. Обе сети являются отдельными, и нет прямой связи между узлами в ROS и ROS 2. The ros1_bridge пакет обеспечивает сетевой мост, который позволяет обмениваться сообщениями между ROS и ROS 2. Мост управляет всеми необходимыми преобразованиями и отправляет сообщения по обеим сетям. Для получения дополнительной информации смотрите ros1_bridge. Этот пример использует виртуальную машину, которую можно загрузить, следуя инструкциям в Запуск with Gazebo и Simulated TurtleBot. The ros1_bridge пакет установлен на этой виртуальной машине.

В этом примере показано, как управлять TurtleBot3 в Gazebo с помощью команд клавиатуры от MATLAB ®. Gazebo Simulator доступен только в сетях ROS 1. Можно использовать ros1_bridge для обмена темами Gazebo, такими как '/odom' или '/cmd_vel' к ROS 2.

Следующая схема изображает обмен сообщениями между сетями ROS 1 и ROS 2 с помощью ros1_bridge. The '/odom' тема содержит nav_msgs/Odometry сообщения, отправленные из сети ROS 1 с Gazebo. Узел ROS 2 подписан на /odom тема, которая была соединена между собой из ROS 1 и публикует '/cmd_vel' сообщение на основе положения робота. Затем мост принимает '/cmd_vel' сообщение и публикует его в сети ROS 1.

Необходимые условия:

Загрузите виртуальную машину с помощью инструкции в Запуск с Gazebo и моделируемым TurtleBot
Подключение к сети ROS 2

Настройка виртуальной машины

Связь с внешней подсетью

Возможно, потребуется создать XML- файл на виртуальной машине с именем DEFAULT_FASTRTPS_PROFILE.xml, чтобы настроить IP-адреса для связи в различных подсетях (см. раздел «Связь с внешней подсетью» в разделе «Подключение к сети ROS 2»). В примере XML-файл заменяет < address > записи IP-адресами хоста и виртуальной машины и заменяет запись < domainId > на указанную область. Создайте тот же файл с тем же содержимым на вашем хосте-компьютере в текущую рабочую директорию MATLAB.

Пример файла:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<profiles>
   <participant profile_name="participant_win" is_default_profile="true">
      <rtps>
         <builtin>
            <metatrafficUnicastLocatorList>
               <locator/>
            </metatrafficUnicastLocatorList>
            <domainId>25</domainId>
            <initialPeersList>
               <locator>
                  <udpv4>
                     <address>192.168.2.147</address>
                  </udpv4>
               </locator>
               <locator>
                  <udpv4>
                     <address>192.168.2.1</address>
                  </udpv4>
               </locator>
            </initialPeersList>
         </builtin>
      </rtps>
   </participant>
</profiles>

Запуск Gazebo

На рабочем столе виртуальной машины нажмите Gazebo Empty. Этот мир Gazebo содержит робота Turtlebot, который публикует и подписывается на сообщения в сети ROS 1.

Запуск моста

Щелкните ярлык ROS Bridge. Этот мост настраивает издателей и подписчиков для всех тем ROS 1 в сети ROS 2.

В окне Terminal заметьте, что мост работает и работает.

Откройте еще один терминал и введите следующие команды

export ROS_DOMAIN_ID=25
source /opt/ros/dashing/setup.bash

Теперь проверяйте, что темы Gazebo присутствуют в ROS 2.

ros2 topic list

Эхо- /odom для просмотра публикуемых сообщений.

ros2 topic echo /odom

Управление TurtleBot3 от ROS 2

В MATLAB на вашей хост-машине установите соответствующий идентификатор области для сети ROS 2 с помощью 'ROS_DOMAIN_ID' переменная окружения. Идентификатор должен быть вектором символов.

setenv("ROS_DOMAIN_ID","25");

Создайте узел ROS 2. Подпишитесь на раздел одометрии, соединенный мостом с ROS 1.

ros2Node = ros2node("/example_node");
handles.odomSub = ros2subscriber(ros2Node,"/odom","nav_msgs/Odometry")

handles = struct with fields:
    odomSub: [1×1 ros2subscriber]

Получите сообщения одометрии от моста и используйте exampleHelperGet2DPose функция для распаковки сообщения в положение 2D. Получите начальное положение робота.

odomMsg = receive(handles.odomSub);
poseStart = exampleHelperGet2DPose(odomMsg)

poseStart = 1×3

    0.2038    0.0140   -0.8517

handles.poses = poseStart;

Создайте издателя для управления скоростью робота. Мост принимает эти сообщения и отправляет их по сети ROS 1.

handles.velPub = ros2publisher(ros2Node,'/cmd_vel','geometry_msgs/Twist')

handles = struct with fields:
    odomSub: [1×1 ros2subscriber]
      poses: [0.2038 0.0140 -0.8517]
     velPub: [1×1 ros2publisher]

Запустите e xampleHelperROS2TurtleBotKeyboardControl функция, которая позволяет управлять TurtleBot3 с помощью клавиатуры. The handles вход содержит подписчика ROS 2, издателя ROS 2 и представляет собой структуру. Функция отправляет команды управления в сети ROS 2 на основе входных входов клавиатуры. Мост передает эти сообщения в сеть ROS 1 для симулятора Gazebo.

poses = exampleHelperROS2TurtleBotKeyboardControl(handles);

Рисунок, который открывает, слушает входные входы клавиатуры для управления роботом в Gazebo. Бей ключи и наблюдай, как робот двигается. Нажмите Q для выхода.

Построение графика данных, полученных от ROS

Постройте график результатов, чтобы показать, как TurtleBot3 двигался в Gazebo. The poses переменная хранила все обновленные /odom сообщения, которые были получены от сети ROS 1.

odomMsg = receive(handles.odomSub);
poseEnd = exampleHelperGet2DPose(odomMsg)

poseEnd = 1×3

    0.8522    0.1618   -1.6255

poses = [poses;poseEnd];
figure
plot(poses(:,1),poses(:,2),'b-', ... 
     poseStart(1),poseStart(2),'go', ...
     poseEnd(1),poseEnd(2),'ro');
xlabel('X [m]');
ylabel('Y [m]');
legend('Trajectory','Start','End');

Очистить издателей и подписчиков на узле.

clear

Документация