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掌握ROS Python编程:rospy入门教程

下载需积分: 50 | 1.9MB | 更新于2025-02-05 | 118 浏览量 | 8 评论 | 23 下载量 举报 3 收藏
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在当今的机器人和自动化开发领域,ROS(Robot Operating System)是一个重要的工具,它提供了一系列用于构建机器人应用的软件框架。虽然被称为操作系统,但更准确地说,ROS是为机器人软件开发者提供的一套共享的软件库、工具和约定,便于团队协作、代码复用以及共同解决问题。它最初由斯坦福大学的人工智能实验室开发,后来由Willow Garage维护,现在是由Open Robotics继续维护的开源项目。 ROS支持多种编程语言,其中Python是目前非常流行的一种,尤其对于初学者和快速原型开发来说,因为它易于学习和使用。ROS中使用Python的一个主要接口是rospy模块,它是ROS Python客户端库,允许Python代码与ROS系统进行交互。rospy提供了许多功能,与C++版的roscpp相对应,但在语法和使用上更为简单和直观,尤其适合那些希望快速开始机器人应用开发的Python爱好者。 在标题中提到的“rospy.zip”表明这个压缩包文件包含了与rospy相关的Python代码。通常,一个压缩包文件会包含一系列的源代码文件、脚本、图像和其他资源文件,这些一起构成了一个完整的软件项目或者演示应用。 描述中提到“ROS的python版本的代码”,强调了使用Python语言作为ROS应用开发工具的便利性。描述继续说明了Python版本的主要优势在于易学易用,这对于编程新手尤其有吸引力。然而,它也指出了Python相对于C++的一个潜在缺点,即运行速度可能会慢一些。在机器人和实时系统开发中,处理速度是一个重要的考量因素,尤其是在需要进行大量计算或者反应时间极短的应用场景中。尽管如此,对于大多数非实时的应用程序而言,Python的易用性通常超过了其速度上的不足。 接着,描述中提到了ROS中的“helloworld”示例,这通常是一个简单的程序,用于演示如何发布和订阅信息。在ROS中,发布和订阅是两种基本的消息传递机制。发布者(publisher)发送消息到一个主题(topic),而订阅者(subscriber)则从这个主题中接收消息。这种机制允许ROS节点(运行中的程序实例)之间通过标准化的消息格式进行通信,而无需了解对方的具体实现细节。对于初学者来说,实现发布和订阅是理解ROS工作原理的关键步骤。 最后,标签中包含了“ros python版本的发布和”,这反映了该文件或项目涉及到ROS的Python版本,并且重点在于发布和订阅这一核心概念。标签是一种用于描述文件内容的简洁方式,可以辅助搜索和索引,使其他研究或使用ROS的开发者能够更快地识别出文件内容的相关性和用途。 总而言之,从提供的文件信息中,我们可以得知,这是一份关于使用Python在ROS框架下进行基本的发布和订阅操作的学习资料。对于希望入门ROS开发的Python程序员来说,这份资料可以成为学习ROS的起点。通过实践“helloworld”级别的发布与订阅示例,学习者可以理解ROS消息系统的概念,并且开始掌握构建更加复杂和功能丰富的机器人应用所需的基本技能。

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#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import rospy import tf import matplotlib.pyplot as plt from nav_msgs.msg import Path from sensor_msgs.msg import LaserScan from geometry_msgs.msg import PoseStamped import numpy as np # 用于存储路径和障碍物的全局变量 path_points = [] obstacles = [] # 初始化 tf.TransformListener listener = tf.TransformListener() # 订阅路径话题,获取路径信息 def path_callback(msg): global path_points path_points = [] try: # 获取当前时间的转换信息 listener.waitForTransform("map", "base_link", rospy.Time(0), rospy.Duration(1.0)) # 从路径消息中提取坐标点,并转换为 map 坐标系 for pose in msg.poses: # 获取机器人位置 (x, y) 坐标 x = pose.pose.position.x y = pose.pose.position.y # 将坐标从 base_link 转换到 map 坐标系 (trans, rot) = listener.lookupTransform("map", "base_link", rospy.Time(0)) x_map = x + trans[0] y_map = y + trans[1] path_points.append((x_map, y_map)) except (tf.LookupException, tf.ConnectivityException, tf.ExtrapolationException): print("TF Transform error") # 订阅雷达数据,获取障碍物信息 def scan_callback(msg): global obstacles obstacles = [] # 提取雷达角度和距离数据 angle_min = msg.angle_min angle_increment = msg.angle_increment ranges = msg.ranges for i, r in enumerate(ranges): if r < msg.range_max and r > msg.range_min: angle = angle_min + i * angle_increment x = r * np.cos(angle) y = r * np.sin(angle) obstacles.append((x, y)) # 初始化节点和订阅器 def main(): rospy.init_node('path_and_obstacles_visualizer', anonymous=True) rospy.Subscriber('/move_base/GlobalPlanner/plan', Path, path_callback) rospy.Subscriber('/scan', LaserScan, scan_callback) # 设置可视化图形 plt.ion() fig, ax = plt.subplots() while not rospy.is_shutdown(): ax.clear() # 绘制路径 if path_points: path_x, path_y = zip(*path_points) ax.plot(path_x, path_y, label="Planned Path", color="blue") ax.set_xlim(min(path_x) - 1, max(path_x) + 1) ax.set_ylim(min(path_y) - 1, max(path_y) + 1) # 绘制障碍物 if obstacles: obs_x, obs_y = zip(*obstacles) ax.scatter(obs_x, obs_y, label="Obstacles", color="red", s=10) # 设置图形 ax.set_title("Path and Obstacles") ax.set_xlabel("X") ax.set_ylabel("Y") ax.legend() # 更新图形 plt.draw() plt.pause(0.1) # 显示图形 plt.show() # 确保图形显示 if __name__ == '__main__': try: main() except rospy.ROSInterruptException: pass 我想把rviz里面的轨迹和障碍物实现实时跟踪绘制,所以写了这个代码,但是它现在运行不了,帮我改一下,我的rviz的fixed frame是map

资源评论
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AshleyK
2025.06.18
新手友好,适合ROS入门,但运行效率略逊一筹。🍙
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地图帝
2025.05.19
初学者可通过此代码快速入门ROS的Python编程。
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东方捕
2025.05.02
该代码包是rospy学习的优质起点。
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忧伤的石一
2025.02.19
虽然运行速度不及cpp,但易于理解和实现。👌
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甜甜不加糖
2025.02.10
ROS初学者的福音,简单易懂的helloworld示例。👐
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城北伯庸
2025.02.10
简洁的代码示例,便于理解ROS消息发布和订阅机制。
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半清斋
2025.01.18
适合快速学习ROS的Python接口,上手简单。
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优游的鱼
2025.01.04
对于初学者而言,这是一个很好的ROS实践案例。