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ROS2 快速体验（Turtlesim）

使用小海龟 (Turtlesim) 案例快速体验 ROS2 常见基础概念和功能。

提示

该教程基于 ROS2 Humble 的 Docker 镜像操作，但不局限于 Docker 环境，任何 ROS2 环境都可以操作。

若您是基于 Docker 环境操作，建议您先学习 Docker 的使用。

启动 Docker 脚本​

使用以下命令启动 Docker 脚本：ros_humble.sh 是在 ROS2 环境搭建中创建的脚本。

radxa@device$
bash ros_humble.sh

建议使用多个终端进入同一个 Docker 容器中，方便后续操作。

启动 Turtlesim​

使用以下命令启动 Turtlesim：

radxa@docker$
ros2 run turtlesim turtlesim_node

该命令会创建 /turtlesim 节点和显示一个包含小海龟的窗口。

控制 Turtlesim​

使用以下命令控制小海龟移动：

radxa@docker$
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

该命令会创建 /teleop_turtle 节点。

提示

鼠标点击并停留在这个键盘控制的终端窗口，我们可以通过键盘上的方向键控制小海龟移动。

ROS2 基础概念​

通过 Turtlesim 案例，我们可以进一步了解和使用 ROS2 的基础概念和命令。

提示

关闭正在运行的 ROS2 命令，可以使用 Ctrl + C 组合键。

ROS2 节点​

节点是 ROS2 中的基本通信单元，通过发布者（Publisher）和订阅者（Subscriber）与其他节点交互。

提示

关键组成：

  • 发布者：向话题（Topic）发布消息的接口
  • 订阅者：从话题接收消息的接口

查看节点​

使用 ros2 node list 命令查看节点：目前只运行启动 Turtlesim 的命令。

radxa@docker$
ros2 node list

ROS2 话题​

话题是 ROS2 中的发布/订阅通信机制，实现节点间的异步数据传输。

提示

通信角色：

  • 发布者：将消息发送到指定话题
  • 订阅者：订阅话题并接收消息

查看话题​

使用 ros2 topic list 命令查看话题：

radxa@docker$
ros2 topic list

发布话题​

使用 ros2 topic pub 命令发布速度控制消息，让小乌龟移动：

ros2 topic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 0.5, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.5}}"

该命令会让小海龟以线速度 0.5 和角速度 0.5 移动。

订阅话题​

使用 ros2 topic echo 命令订阅话题，查看话题消息：

radxa@docker$
ros2 topic echo /turtle1/pose --once

该命令会在终端打印一次小海龟位置，去掉 --once 会一直打印小海龟位置。

ROS2 服务​

服务是 ROS2 中的请求/响应通信机制，用于节点间的同步调用（如远程函数）。

提示

交互流程：

  • 客户端：发送请求（Request）
  • 服务端：处理请求并返回响应（Response）

查看服务​

使用 ros2 service list 命令查看服务：

radxa@docker$
ros2 service list

调用服务​

使用 ros2 service call 命令调用服务，让小乌龟清屏：

radxa@docker$
ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty

该命令会清除Turtlesim窗口中的背景。

ROS2 动作​

动作是 ROS2 中处理长时间任务的通信机制（如导航、机械臂控制），支持实时反馈。

提示

三阶段交互：

  • 目标（Goal）：客户端发起任务请求
  • 反馈（Feedback）：服务端持续推送进度
  • 结果（Result）：任务完成后返回最终结果

查看动作​

使用 ros2 action list 命令查看动作：

radxa@docker$
ros2 action list

发布动作​

使用 ros2 action send_goal 命令发布动作，让小乌龟移动到指定位置：

radxa@docker$
ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"

该命令会让小海龟旋转 1.57 弧度（约 90 度）。