2024年睿抗机器人大赛智能侦查省赛（预选赛）总结中篇

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2024年睿抗机器人大赛智能侦查省赛（预选赛）总结中篇

引言

通过上篇的分析，我们已经完成了睿抗机器人大赛省赛任务书的前两个部分，关于如何在win11下搭建yolov5环境并将其运用，后续我们会继续跟进，也欢迎大家留言，现在我们将继续分析省赛任务书余下的部分。

任务3：ROS程序题

任务描述：
使用ROS服务(Service)机制实现服务端与客户端的通信。比赛要求：编写代码实现ROS中的Service通讯：首先需要自定义srv文件，创建服务端与客户端；创建一个服务节点，该节点提供了一个查询服务，允许客户端通过发送学号来获取对应的人名和成绩信息。服务端节点可以通过读取一个存储学号、人名和成绩信息的数据库来提供查询功能。

任务分析：
以下我们将从新建工作空间开始，逐步分析如何解决上述任务的过程。

创建ROS工作空间
首先，我们在一个新的ROS工作空间中设置我们的项目。
在ubuntu系统主目录下打开终端，创建一个新的工作空间目录，这里命名为robotics_competition_ws：

mkdir -p ~/robotics_competition_ws/src
cd ~/robotics_competition_ws

再初始化这个新的catkin工作空间：

catkin_init_workspace

创建ROS包
接着，我们创建一个新的ROS包来存放我们的服务和相关的文件。
切换到src目录：

cd ~/robotics_competition_ws/src

使用catkin_create_pkg命令创建一个新包，这里命名为student_info_service：

catkin_create_pkg student_info_service rospy roscpp std_msgs

这里添加了rospy、roscpp和std_msgs作为依赖，可确保该包可以正常执行python脚本和c++文件以及订阅基本的话题。

定义srv文件
我们再定义一个srv文件来描述服务接口。

在student_info_service包中创建一个srv目录：

mkdir -p student_info_service/srv

在srv目录下创建一个名为StudentInfo.srv的文件，内容如下：

# StudentInfo.srv
uint32 student_id
---
string name
float32 score

编写服务端代码
接下来，我们再创建一个服务端节点，它会读取数据库并提供查询服务。以下是示例代码：

#!/usr/bin/env python
#encoding=utf-8
import rospy
from student_info_service.srv import StudentInfo, StudentInfoResponse

def handle_student_info(req):
    # 假设一个简单的字典作为数据库
    students = {
        1001: {'name': 'Alice', 'score': 85.5},
        1002: {'name': 'Bob', 'score': 90.0},
        1003: {'name': 'Charlie', 'score': 88.3}
    }
    
    if req.student_id in students:
        return StudentInfoResponse(students[req.student_id]['name'], students[req.student_id]['score'])
    else:
        return StudentInfoResponse("Unknown", -1.0)

def student_info_server():
    rospy.init_node('student_info_server')
    s = rospy.Service('get_student_info', StudentInfo, handle_student_info)
    print("Ready to serve student information.")
    rospy.spin()

if __name__ == "__main__":
    student_info_server()

编写客户端代码
之后客户端节点将向服务端发送请求，并显示返回的结果。这里同样是基于python写的demo：

#!/usr/bin/env python
#encoding=utf-8
import rospy
from student_info_service.srv import StudentInfo

def get_student_info(student_id):
    rospy.wait_for_service('get_student_info')
    try:
        get_info = rospy.ServiceProxy('get_student_info', StudentInfo)
        resp = get_info(student_id)
        return resp.name, resp.score
    except rospy.ServiceException as e:
        print("Service call failed: %s"%e)

def main():
    rospy.init_node('student_info_client')
    student_id = int(input("Enter the student ID: "))
    name, score = get_student_info(student_id)
    print(f"Student ID {student_id}: Name = {name}, Score = {score}")

if __name__ == "__main__":
    main()

构建并运行
现在我们构建工作空间并运行服务端和客户端。先返回到工作空间根目录：

cd ~/robotics_competition_ws

再构建工作空间：

catkin_make

启动ROS Master和ROS核心：

roscore

运行服务端节点：

rosrun student_info_service student_info_server.py

运行客户端节点：

rosrun student_info_service student_info_client.py

任务里还涉及利用rosservice call，看到正确的数据输出，该要求类似于上面，只不过步骤有些许差别。构建完工作空间之后，先运行服务端:

rosrun student_info_service server.py

在另一个终端窗口中，使用rosservice call命令来测试服务端能否正确返回数据。这里我们请求学号为1001的学生信息。

rosservice call /get_student_info "student_id: 1001"

之后可以看到终端响应：

service call successful
name: Alice
score: 85.5

测试
在客户端节点中输入学生ID进行测试，观察输出结果是否符合预期。
注意事项
上述所涉及的python脚本在执行前应该赋权限，即：

chmod +x /your_python_files_path/your_python_file_name.py

此外，ros1里面的python版本大多是2.7，属于比较旧的版本，如果python脚本里有涉及python3.0以上版本的代码段，在使用python your_python_file_name.py这种指令的时候应该改为以下：

python3 your_python_file_name.py

即指定使用python3.0以上版本的解释器去执行这个python脚本。

任务4：ROS基础操作题

任务描述：完成ROS相关的命令使用。
（1）任务1：乌龟轨迹再现，在提供的虚拟机中，使用rosbag录制一个名为run的小乌龟的路径bag文件。要求：提交录制的bag文件。
（2）任务2：ROS工作空间覆盖，在提供的虚拟机中，创建工作空间A，在工作空间中创建一个名为功能包usb_cam的功能包，创建工作空间B，在工作空间B中，进行源码下载功能包usb_cam，在opt下安装usb_cam，配置好环境，使得在使用roscd usb_cam命令后，终端会进入opt的路径。（工作空间A和B需自主命名）

任务分析：

任务1：乌龟轨迹再现
新建终端先启动ROS环境，确保ROS已经安装并且环境变量已经设置好。

roscore

新建终端然后启动TurtleBot仿真环境：

rosrun turtlesim turtlesim_node

新建终端再使用teleop_twist_keyboard手动控制小乌龟移动，使其绘制出你想要录制的轨迹。

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

新建终端使用rosbag命令来录制小乌龟的轨迹。

rosbag record -O run /turtle1/cmd_vel /turtle1/pose

这条命令将会录制/turtle1/cmd_vel（小乌龟的速度命令）和/turtle1/pose（小乌龟的位置）这两个话题，并将文件保存为run.bag。

此外，要指定rosbag记录文件的保存路径，可以使用-O或–output-prefix选项后面跟上路径和文件名。这里是如何指定保存路径的示例：

rosbag record -O /path/to/save/run /turtle1/cmd_vel /turtle1/pose

在这个命令中：-O /path/to/save/run 指定了文件的保存路径和文件名前缀。在这个例子中，文件将被保存到/path/to/save/目录下，并且文件名将以run开头。但首先确保路径存在，可以在记录之前创建该路径。

mkdir -p /path/to/save
rosbag record -O /path/to/save/run /turtle1/cmd_vel /turtle1/pose

这样，rosbag就会将文件保存到指定的路径下了。

任务2：ROS工作空间覆盖

先创建ROS工作空间A，在主目录下创建一个新的ROS工作空间，可以命名为ws_a，再切换到ws_a的src目录：

mkdir -p ~/ws_a/src
cd ~/ws_a/src

使用catkin_create_pkg命令创建一个名为usb_cam的功能包，并添加必要的依赖。

catkin_create_pkg usb_cam rospy rospy message_runtime

返回到ws_a的根目录构建工作空间：

cd ~/ws_a
catkin_make

然后创建ROS工作空间B，即创建一个新的ROS工作空间，命名为ws_b并切换到ws_b的src目录：

mkdir -p ~/ws_b/src
cd ~/ws_b/src

下载usb_cam的源码，假设其GitHub仓库地址为https://github.com/user/usb_cam.git。
具体网址可以通过ros.index去查询相应功能包，
这里提供网址：https://index.ros.org/search/?term=usb_cam
在这里插入图片描述
注意选择功能包的时候需要和自己的ros版本对应起来。
在上一个终端输入：

git clone https://github.com/ros-drivers/usb_cam.git

返回到ws_b的根目录，构建工作空间：

cd ~/ws_b
catkin_make

将ws_b中的usb_cam功能包安装到/opt/ros//share/usb_cam。

catkin_make install

配置环境变量，确保/opt/ros//share/usb_cam在ROS的搜索路径中。

source /opt/ros/<distro>/setup.bash

使用roscd命令验证路径是否正确指向/opt/ros//share/usb_cam。

roscd usb_cam

这条命令会将你带到/opt/ros//share/usb_cam目录下。
在这里插入图片描述

小结

以上内容均为个人实践结合网络上的参考资料完成，仅供参考。详细演示视频可以私信我，今天的分享暂时到这，后续的任务书分析将继续更新，以上内容均有视频参考，希望大家都可以流畅的使用ros进行自己的开发和应用！

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From： https://blog.csdn.net/winner0111/article/details/141635416

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