Posted By Ches拔（Sco Lin） on 11 月 1, 2018 in 教學文, 智慧演算, 機器人 | 1 comment

作者：Sco Lin

本系列文的前兩篇已針對安裝ROS到工作區運作做了介紹，第三篇，我們終於要開始玩ROS的經典 — 小烏龜！

安裝小烏龜

首先，要安裝小烏龜：sudo apt-get install ros-kinetic-turtlesim

然後再下這個指令rosrun turtlesim turtlesim_node，最後再開一個Terminal，下rosrun turtlesim turtle_teleop_key，就可以用Keyboard的上下左右去控制烏龜移動。

這裡其實就用到我們在工作區運作篇寫到的Publisher與Subscriber的概念，此時我們再開一個Terminal輸入 rostopic list。

這樣就會看到目前是有哪些topic是正在使用的，然後我們需要用到/turtle1/pose。

再來輸入rostopic echo /turtle1/pose，代表我在其中的Terminal控制小烏龜移動後，另一個Terminal可以顯示出目前小烏龜的x y及theta，而當小烏龜移動到畫面的左下角時（如下圖紅框），x y是 0 （原點）。

這樣有沒有一點FU了！？在KNN室內定位那2篇文章（【Tutorial】：運用KNN演算法進行室內定位Part 1、【Tutorial】運用KNN演算法進行室內定位 Part 2），我們用了64個點去判斷定位，所以不再是三角定位或多點定位，而是Machine Learning定位，基本是一種硬體愈快，定位速度愈快的暴力定位法。這樣，還不足夠選ROS讓我們繼續進行的理由，接下來我們來讓小烏龜亂跑，畢竟掃地機器人也是自動跑的，哪有手動控制這麼笨的！？

這裡，要想介紹大家另一本書 “A Gentle Introduction to ROS”  （by Jason M. O’Kane）（中文版）。

在本書中3.3提到的A publisher program會讓小烏龜亂跑（code請見 pp.48），而3.4 A subscriber program的程式是去Subscribe turtle1/pose，與前面我們用的rostopic echo /turtle1/pose有異曲同工之妙（code請見 pp.56），記得下載之後要放到catkin_ws/src內，然後再catkin_make哦～

catkin_make 100%就代表沒問題了！

這裡再寫一次步驟

1. 新的Terminal -> roscore
2. 開新的Terminal -> rosrun turtlesim turtlesim_node
3. 再開新的Terminal -> rosrun turtlesim_publisher turtlesim_publisher_exe
4. 再一次，開新的Terminal -> rosrun turtlesim_subscriber turtlesim_subscriber_exe

（每一次都需要開新的Terminal ）

就會看到小烏龜在亂跑，而且Subscribe有吐出資料來，這代表我在Subscribe這裡寫成把資料丟到我們的Back_end，不就跟之前的課程，用Linkint7697把資料往後端丟一模一樣！？

更威猛的是，ROS官方有Android版本的Source code啊（下載連結），實在是太令人感動了！但上面的Source Code APP要用真實的硬體才容易了解它在做些什麼事。是手機控制Turtlebot3的硬體，然後在手機顯示出SLAM後的地圖，而Turtlebot3是一個小型機器人，如下圖：

這裡有e-Manual，提供給有興趣的夥伴研究，寫得真的很詳細。但我們目前是在Ubuntu上模擬，沒有硬體怎麼辦？別擔心！ROS都幫我們想好了，而且接下來的模擬SLAM就是小弟下定決心要玩ROS的主因了！

如果您跟第一篇一樣 sudo apt-get install ros-kinetic-desktop-full，那麼ROS裡應該有Rviz與Gazebo這兩套模擬器了，如果沒有就麻煩Google一下囉～

Gmapping和AMCL 的不同

先來了解一下何謂gmapping與AMCL。gmapping是沒有圖的時候，我們可以透過SLAM即時建圖，也是可以順便定位存圖的居家好夥伴；而AMCL是已經用gmapping做好圖，或是別人幫我們做好的圖，讓機器人或APP拿來定位用。古月居大神的網誌寫得更加詳細：導航與定位框架 move_base（路徑規劃）amcl（導航與定位）

準備開啟小烏龜

1. 開個Terminal

export TURTLEBOT3_MODEL=waffle_pi

roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

居然出現Error！沒關係，我們在Terminal輸入export SVGA_VGPU10=0再roslaunch一次，或是把它加入.bashrc內 $ echo “export SVGA_VGPU10=0” >> ~/.bashrc

*註：大家有興趣可以參考

再一次roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

終於開啟了烏龜世界

2. 再開個Terminal

export TURTLEBOT3_MODEL=waffle_pi

roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_gazebo_rviz.launch

3. 將Gazebo與RViz的視窗放在一起

如下圖：

上圖右邊會看到Rviz的Turtlebot3有一點點的紅線。沒錯！那個就是模擬的Lidar，SLAM出來的夢中的紅線！

4. 再開個Terminal

export TURTLEBOT3_MODEL=waffle_pi

roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch slam_methods:=gmapping

就會看到它一直跑

5. 回到RViz按下ADD

6. 選擇Map按下OK

7. 選擇Map裡的Topic -> By topic，再選Map按下ok

8. 再開個Terminal用方向鍵去控制turtlebot3

roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

Turtlebot3跑完SLAM後會長這樣，如下圖：

9. 最後 rosrun map_server map_saver -f ~/map

10. 把SLAM相關的東西全部都關掉，然後：

export TURTLEBOT3_MODEL=waffle_pi

roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

export TURTLEBOT3_MODEL=waffle

roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch map_file:=$HOME/map1.yaml

rosrun rviz rviz -d `rospack find turtlebot3_navigation`/rviz/turtlebot3_nav.rviz

會發現左邊RViz的圖怪怪的，因為Turtlebot3的位置不對了，所以這樣玩導航就不會正確。

修正導航正確性

1. 在RViz使用2D Pose Estimate把Turtlebot3放在小紅框的位置，如下圖：

註：記得如果Turtlebot的方向是朝上，在RViz就要朝上哦！上圖就是在RViz的方向是朝下，所以看起來怪怪的，跑起來也不對

2. 再來，用2D Nav Goal選個方向，會發現綠色箭頭會愈來愈少（收斂中），Gazebo的Turtlebot也會跟著跑，終於玩到導航囉～

3. 再開個Terminal -> rostopic list 發現/amcl_pose就是我們要的位置資訊

4. 最後再開個Terminal -> rostopic echo /amcl_pose 會一直回傳目前Turtlebot的位置

小結

寫到這裡，應該知道為什麼Simple Care專案要挑選ROS繼續玩下去了吧？ROS在台灣也有2個很活躍的FB社團，一個是ROS Taipei，另一個是ROS Taiwan，2個版主都是神人等級，也感謝幫忙解惑的Steven，不然這一篇寫不出來啊！

最後再介紹一本中文譯本，是由CAVEDU的曾阿吉老大翻釋的，看這本就知道ROS能玩的確實不少！

（本文轉載自南科AI_ROBOT自造基地、原文連結；責任編輯：葉于甄）

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