ROS探索总结(三十五)——Matlab中的ROS

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众所周知Matlab是一款强大的数据处理工具,在科研、教学、商业领域广泛应用,不管你从事哪个行业的工作,多多少少都会用过或者听说过这款工具。Matlab有一个吊炸天的工具箱,几乎和哆啦A梦的口袋差不多,可以提供丰富而强大的扩展功能,其中有一个robotics工具箱,提供了一些机器人需要用到的工具,当然也包括ROS相关的工具。今天我们就来探索一下Matlab中的ROS工具如何使用吧

 

一、 ROS-MATLAB是什

Matlab中的robotics system toolbox提供了ROS的大部分功能,我们可以通过Matlab启动rosmaster,创建ROS节点,发布ROS消息/服务,查看ROS话题数据,控制ROS机器人等,更重要的是可以结合Matlab强大的功能,实现机器人算法设计和实现,直接接入ROS系统,结合gazebo或者V-REP完成仿真。我们将这个Matlab中的ROS工具包简称为ROS-MATLAB

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上边这张框图就是ROS-MATLAB和机器人系统的通信框架,可以看到,Matlab拥有强大而丰富的算法功能包(视觉处理、控制系统、信号处理等等),通过ROS-MATLAB可以获取机器人的数据,在处理之后再将控制指令发送到机器人。简而言之,ROS-MATLABMatlab成为了机器人强大的计算后台

需要注意的是,ROS-MATLABMatlab2013之后的版本才有,而且需要Matlab安装robotics system toolbox,可以登录官网链接下载安装

 

二、ROS-MATLAB可以做什

那么ROS-MATLAB到底可以实现哪些ROS的功能?我们还是打开Matlab看一下

Matlab的命令窗口中,输入“help robotics.ros”,如果工具箱没有问题的话,可以看到如下命令列表,每个命令后边都进行了相应功能的说明

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可以看打,ROS-MATLAB 提供了ROS大部分的命令

我们首先通过一个简单的例子对ROS-MATLAB有个大致的概念

运行例程的第一步是什么?当然是把roscore跑起来,在ubuntu里我们使用的是roscore命令,而在Matlab里边,我们需要使用rosinit命令

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运行成功会有上图的提示

然后我们来运行例程 exampleHelperROSCreateSampleNetwork,输入命令后稍等一下例程就会启动,使用rosnoderostopic命令我们就可以查看节点和消息

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是不是有一种在ubuntu下的穿越感,仿佛是一个运行在windows下的虚拟机一般

 

三、连接MatlabROS

上边的例程中,我们完全是在Matlab中运行了ROS masternode,在实际使用中,我们还是需要将Matlab连接到ROS系统的网络中。下面我们就来尝试一下

1.      确定IP

首先需要确定运行matlab和运行ROS的两台计算机的IP地址(必须在同一网络下)

本人运行matlabwin7计算机:使用ipconfig命令,找到有线网络的IP如下

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ROS运行在虚拟机中,通过bridge的方式联网,使用ifconfig命令,找到网络IP如下

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2.      Matlab中设置IP

然后,在ubuntu中运行roscore,在matlab中设置ROS master的路径,类似于多计算机运行ROS系统时候的配置

配置命令如下

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3.      ROS->Matlab

现在路径已经配置完成,检查通讯是否建立。我们在ubuntu中启动一个talker

  1. rosrun roscpp_tutorials talker

接着在matlab中查看topic

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可以看到,matlab中已经可以找到talker发布的topic了,可以使用echo命令来查看具体的message数据

4.      Matlab->ROS

Matlab同样可以编写节点并发布数据,一个简单的talker实现如下,也可以在matlab.m文件里保存下边的命令运行

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如果用.m文件保存命令的话,可以将上面的所有命令写到一个.m文件中

  1. %Setting ROS_MASTER_URI
  2. setenv('ROS_MASTER_URI','http://192.168.1.202:11311')
  3.  
  4. %Starting ROS MASTER
  5. rosinit
  6.  
  7. %Creating ROS publisher handle
  8. chatpub = rospublisher('/talker', 'std_msgs/String');
  9.  
  10. %This is to create the message definition
  11. msg = rosmessage(chatpub);
  12.  
  13. %Inserting data to message
  14. msg.Data = 'Hello, From Matlab';
  15.  
  16. %Sending message to topic
  17. send(chatpub,msg);
  18.  
  19. %Latching the message on topic
  20. latchpub = rospublisher('/talker', 'IsLatching', true);

然后在matlab中打开该文件,点击菜单栏中的“Run”即可运行

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ubuntu中,我们查看topic

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OK,通过这一次的探索,我们大概了解了ROS-MATLAB的概念和使用方法,又打开了一扇新世界的大门


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评论

5条评论
  1. Gravatar 头像

    洪瑞 回复

    第一次用这个,点了一次,看到没刷新,又点了一次, 😛 😛 😛 😛

  2. Gravatar 头像

    洪瑞 回复

    春哥,受春哥耳濡目染很多年,最近开始搞ROS啦 😆 。请教一个和matlab仿真无关的问题。
    我看到“消息发布器和订阅器”的例子,比如http://www.ncnynl.com/archives/201611/1059.html,这个链接。里面都是python的例子,步骤差不多可以总结为:
    1,建立工作空间
    2,构建catkin包,catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy
    3,编写talker.py listener.py
    4,catkin_make
    5,roscore
    6,rosrun beginner_tutorials talker.py; rosrun beginner_tutorials listener.py;
    以上是发布和订阅的过程,为了运行多个节点,又创建和修改了launch文件。
    实际上,如果只是一个一个手动启动节点的话,发布和订阅只需要下面两个步骤就可以了:
    1,编写talker.py listener.py
    2,python talker.py ; python listener.py

    综上,上面那个链接里发布和订阅的例子步骤那么繁琐,是为了一次启动运行多个节点,添加launch文件才搞得那么复杂的吗?

    • 古月

      古月 回复

      @洪瑞 哈哈,欢迎欢迎!
      那个链接里边是比较完整的一个教程,所以稍显繁琐,但是确实是ROS中的标准流程,如果是比较复杂的功能包,可能需要自己创建消息类型,那么就需要按照教程里边的做法进行了。
      这个例程比较简单,launch文件的功能没有完全体现出来,继续往后学习,你就会发现launch文件的强大。
      你说的方法是可以用,但是不建议使用python的方式运行ROS中的python代码,最好还是用rosrun,养成好的习惯对后边应用还是很重要的。

      • Gravatar 头像

        洪瑞 回复

        @古月 好的,明白了,谢谢春哥。 🙂 🙂 🙂

  3. Gravatar 头像

    洪瑞 回复

    春哥,受春哥耳濡目染很多年,最近开始搞ROS啦。请教一个和matlab仿真无关的问题。
    我看到“消息发布器和订阅器”的例子,比如http://www.ncnynl.com/archives/201611/1059.html,这个链接。里面都是python的例子,步骤差不多可以总结为:
    1,建立工作空间
    2,构建catkin包,catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy
    3,编写talker.py listener.py
    4,catkin_make
    5,roscore
    6,rosrun beginner_tutorials talker.py; rosrun beginner_tutorials listener.py;
    以上是发布和订阅的过程,为了运行多个节点,又创建和修改了launch文件。
    实际上,如果只是一个一个手动启动节点的话,发布和订阅只需要下面两个步骤就可以了:
    1,编写talker.py listener.py
    2,python talker.py ; python listener.py

    综上,上面那个链接里发布和订阅的例子步骤那么繁琐,是为了一次启动运行多个节点,添加launch文件才搞得那么复杂的吗?

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