ROS探索总结(三十六)——Matlab中的ROS可视化应用

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MatLab有非常便捷的可视化编程,我们可以借助Matlab来制作一些小的可视化工具,我们在之前的博客中,使用rviz的插件功能实现过一个速度控制的小工具,今天就来探索研究如何用Matlab来实现类似的工具。

本文使用的完整代码可见:github

 

一、了解Matlab的可视化编程

 

Matlab的可视化编程非常简单,首先在命令窗口中输入“guide”命令来启动可视化编程:

Image

 

然后选择默认的空窗口,点击“OK”,然后会出现如下的可视化编辑界面:

Image

 

在这个界面中,我们可以从左边的控件列表中选择创建按钮、编辑框等控件:

Image

 

创建控件后就可以编辑该控件的回调函数,从而实现该控件的对应功能。

 

二、创建界面

 

了解了上边创建控件的基础知识,我们接下来就来动手做一个速度控制的界面。

首先从左侧控件列表中选择一个“Edit Text”控件,然后在主窗口中点击并拖动鼠标来绘制控件的位置。

Image

 

现在控件的命名和默认内容不是我们想要的,双击控件,可以修改相应的属性。

Image

 

这个输入控件是用来输入ROS_MASTER_URI的,同样的方法,我们再来创建一个输入框,用来输入topic name

 Image

 

接下来,我们需要创建一些按键,并且编辑按键的属性,最终的界面如下:

 Image

三、编辑控件回调函数

 

界面我们已经设计完成了,接下来我们来编辑每个控件的功能,即回调函数。保存目前设计的界面,命名为myTeleop,在保存路径下,我们可以看到出现了一个.fig文件和一个.m文件,前者是界面设计,上一节已经实现,后者是这一节将要编辑的代码文件。在上一篇中我们已经讲到了Matlab中可用的一些ROS接口,这里的核心代码基本还上一篇类似,忘记的同学可以参考上一篇。

 

1.设计全局变量

考虑到该工具所应用的一些功能,我们首先在代码声明一些全局变量,方便不同回调函数的使用。

  1. % 声明一些全局变量
  2. % ROS Master URI和Topic name
  3. global rosMasterUri
  4. global teleopTopicName
  5.  
  6. rosMasterUri = 'http://192.168.1.202:11311';
  7. teleopTopicName = '/cmd_vel';
  8.  
  9. % 机器人的运行速度
  10. global leftVelocity
  11. global rightVelocity
  12. global forwardVelocity
  13. global backwardVelocity
  14.  
  15. leftVelocity = 2;        % 角速度 (rad/s)
  16. rightVelocity = -2;      % 角速度 (rad/s)
  17. forwardVelocity = 2;     % 线速度 (m/s)
  18. backwardVelocity = -2;   % 线速度 (m/s)

 

2.URI输入框和Topic name输入框

两个输入分别对应ROS_MASTER_URITopic name,在输入之后,我们需要将输入的字符串保存到全局变量当中,所对应的回调函数如下:

  1. % 设置ROS Master URI
  2. function URIEdit_Callback(hObject, eventdata, handles)
  3.  
  4. global rosMasterUri
  5. rosMasterUri = get(hObject,'String')
  6.  
  7. % 设置Topic name
  8. function TopicEdit_Callback(hObject, eventdata, handles)
  9.  
  10. global teleopTopicName
  11. teleopTopicName = get(hObject,'String')

 

3.建立连接和断开连接的按键

建立连接的按键在点击之后需要初始化Matlab中的ros环境,并且和ROS master建立连接,还需要初始化速度指令的发布者。

断开连接的按键在点击之后关闭Matlab中的ROS即可。

  1. % 建立连接并初始化ROS publisher
  2. function ConnectButton_Callback(hObject, eventdata, handles)
  3.  
  4. global rosMasterUri
  5. global teleopTopicName
  6. global robot
  7. global velmsg
  8.  
  9. setenv('ROS_MASTER_URI',rosMasterUri)
  10. rosinit
  11. robot = rospublisher(teleopTopicName,'geometry_msgs/Twist');
  12. velmsg = rosmessage(robot);
  13.  
  14. % 断开连接,关闭ROS
  15. function DisconnectButton_Callback(hObject, eventdata, handles)
  16.  
  17. rosshutdown

 

4.运动控制按键

最后是四个控制前后左右的按键,按下对应的按键,就会发布相应的运动指令。

  1. % 向前
  2. function ForwardButton_Callback(hObject, eventdata, handles)
  3.  
  4. global velmsg
  5. global robot
  6. global teleopTopicName
  7. global forwardVelocity
  8.  
  9. velmsg.Angular.Z = 0;
  10. velmsg.Linear.X = forwardVelocity;
  11. send(robot,velmsg);
  12. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);
  13.  
  14.  
  15. %向左
  16. function LeftButton_Callback(hObject, eventdata, handles)
  17.  
  18. global velmsg
  19. global robot
  20. global teleopTopicName
  21. global leftVelocity
  22.  
  23. velmsg.Angular.Z = leftVelocity;
  24. velmsg.Linear.X = 0;
  25. send(robot,velmsg);
  26. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);
  27.  
  28.  
  29. % 向右
  30. function RightButton_Callback(hObject, eventdata, handles)
  31.  
  32. global velmsg
  33. global robot
  34. global teleopTopicName
  35. global rightVelocity
  36.  
  37. velmsg.Angular.Z = rightVelocity;
  38. velmsg.Linear.X = 0;
  39. send(robot,velmsg);
  40. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);
  41.  
  42.  
  43. % 向后
  44. function BackwardButton_Callback(hObject, eventdata, handles)
  45.  
  46. global velmsg
  47. global robot
  48. global teleopTopicName
  49. global backwardVelocity
  50.  
  51. velmsg.Angular.Z = 0;
  52. velmsg.Linear.X = backwardVelocity;
  53. send(robot,velmsg);
  54. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);

 

四、运行效果

 

OK,到此为止,我们已经在Matlab中实现了速度控制插件的界面和代码,接下来就可以运行看效果了。

这里以小海龟的仿真作为控制对象,在ubuntu中运行ROS,并且查看ROS_MASTER_URI,然后运行小海龟仿真器。

Image

 

然后在matlab中运行我们刚才实现的速度控制工具,并且在输入框中输入对应的信息。

 

Image

 

接着点击建立连接,如果一切正常的话,可以在Matlab的命令窗口中看到如下信息:

Image

 

这样就可以开始控制了,我们点击前、后、左、右的按键(点击之后要放开鼠标),可以看到小海龟确实可以按照我们的指令运动。

Image

 

这样,我们就使用Matlab的可视化编程界面实现了一个ROS速度控制的小工具,更多功能和应用还等待我们继续探索。

 

 


原创文章,转载请注明: 转载自古月居

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评论

4条评论
  1. Gravatar 头像

    王松 回复

    古月大神,您好!我不知道全局变量写在哪儿,没用过GUI,您是写在哪个位置的呀

    • 古月

      古月 回复

      @王松 全局变量使用global描述,在代码中可以看到,可以参考matlab的编程语法

  2. Gravatar 头像

    ribot 回复

    古月大神,你好,我直接使用您的程序,运行完后,主机和从机能正常通信,但是小乌龟没有动作,请问您遇到过这种问题吗

    • 古月

      古月 回复

      @ribot 通讯正常的话应该问题不大
      1. 在ubuntu中用rostopic echo命令看一下速度控制的指令有没有发出来。
      2. 仔细检查一下话题的名称是不是对应的,小海龟的订阅的速度控制指令有/turtle1/的前缀。

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