ROS入门学习笔记（一）—–Linux基础、ROS命令行工具、创建工作空间与功能包

   本系列文章是与大家分享一下，我在学习ROS入门过程中所做的笔记，目前主要的学习资料是古月老师（胡春旭老师）的 ROS入门21讲（文章中部分图片来自于21讲课件），以及其编著的《ROS机器人开发实践》，当然其中也加入了我自己的理解和其他的相关资料，本系列文章共无篇，本篇文章是本系列第一篇文章，主要介绍Linux基础、ROS命令行工具、创建工作空间与功能包部分

一、Linux部分

 1、命令sudo用于提升权限，由使用者提升为管理员权限

 2、在输入某个名字时按Tab键可以将剩余的部分自动输入

3、在下载软件时，要选择合适的下载源

4、使用Ctrl+Alt+T可以快速的调出终端

5、在终端使用命令pwd可以查看当前终端所在的位置（路径）

6、在终端使用命令cd可以切换路径，比如通过cd /home/ 可以切换路径至home下，cd jzx 切换至下层目录jzx文件夹下 ， cd . . 可以切换至上层路径下 （/开头表示根目录，否则表示当前目录下的子文件夹）

 7、在终端使用命令mkdir可以在当前目录下创建一个新的文件夹，如mkdir 000 在当前目录下创建一个名叫000的文件夹

 8、ls命令可以查看当前路径下有没有其他文件

 9、touch命令可以在当前路径下创建一个文件， 如touch text_1 创建一个名为text_1 的文件（相当于记事本文件）

10、mv命令相当于剪切命令，将一个文件移动至另一个路径下 如 mv text_1 /home/jzx 将text_1 文件移动至jzx 路径下（注意只能移动当前路径下的文件）

11、cp命令可以复制某个文件，如cp text_1 000/text_2 将当前路径下的文件text_1 复制到000文件夹下，并且重命名为text_2 （若不加/text_2 则，保持原名）

12、rm命令可以删除文件，例如：rm text_1 删除文件text_1 ,rm-r 可以删除整个文件夹 如rm-r 000，删除文件夹000

13、在终端ctrl+c是暂停

14、在终端使用↑可以快速输入之前输入过的命令（可配合↓使用）

15、命令sudo apt-get update 用来更新软件列表

16、在终端执行命令时，按ctrl+c可以暂停

17、在终端通过 —help 指令可以查看该指令的说明，比如 cd —help 可以查看cd命令的帮助，help用起来是十分方便的，可以帮助我们便捷的了解一条指令

18、通过 sudo apt-get install g++ 命令来安装g++编译器（针对c++的编译器），通过 sudo apt-get install python 来安装python编译器（解析器）

19、将电脑中的文件复制到虚拟机中，安装完VMware Tools后发现还是不能直接将电脑中的文件拖拽到虚拟机中，这时候我们需要在虚拟机中打开一个文件夹，然后发现可以将电脑中的文件复制到虚拟机的该文件夹下了

20、g++ A -o B 将c++文件A编译成可执行文件B（A和B是文件名），比如 g++ c++_for.cpp -o c++_for 将名为c++_for.cpp的文件编译成名为c++_for的文件

21、./ 用来执行某个程序或脚本 比如 ./c++_for 执行当前路径下的c++_for程序

22、python python_for.py （python文件不需要编译，直接执行就行了） 执行名为python_for.py的程序

23、在当前文件夹下，右键打开终端时，路径自动变成当前文件夹下的路径

二、系统安装部分

 本部分内容在之前的博文中已做过介绍，在这里放一下链接

详细介绍如何在ubuntu20.04中安装ROS系统，以及安装过程中出现的常见错误的解决方法，填坑！！！ Ubuntu如何通过简单的几步操作来配置系统的软件源、找不到软件和更新怎么办？（带动态图文介绍） 简单几行命令解决ubuntu右上角的网络连接图标消失的问题

三、ROS命令行工具

 1、roscore命令用来打开节点管理器，是我们在运行ROS系统时必须要首先运行的指令

 2、 rosrun命令用来运行某个功能包里的某个结点，后面跟两个参数，第一个参数是功能包名，第二个参数是结点名，在输入功能包名后，按tab键，可以显示该功能包内的节点名。 如：rosrun turtlesim turtlesim_node

3、turtlesim中的turtle_teleop_key是键盘控制节点

4、ROS里面有一些rqt开头的工具，这都是一些可视化工具，比如rqt_graph是一个用来显示系统计算图的一个工具，通过这张图我们可以很快的了解这个系统的全貌

5、turtlesim是仿真器节点

6、rosnode工具用来显示系统中所有节点的相关信息

7、rosnode ping指令

8、rosnode list指令用来把系统中所有的节点都列出来

9、rosnode info指令用来查看某一个节点具体的信息是什么，如rosnode info /turtlesim （/turtlesim是节点名）

10、rosnode kill指令

11、rosnode cleanup指令

12、rosout是ros一个默认的话题，用来采集ros节点的运动信息，给上面的界面进行显示

13、rostopic list命令可以查看当前系统所有的列表

14、rostopic pub命令可以用来发布话题，后面跟的第一个参数是话题名，比如/turtle1/cmd_vel 这个时候双击两下tab键可以自动把后面的内容补全，按左右键可以设置输入位置，twist是我们发布的消息结构（数据结构），这个数据结构里包含两个部分一个是线速度linear，单位是m/s ，另一个是角速度angular，单位是rad/s，每个速度都分为xyz三个方向上的分量，若我们将linear的x设为1，则海龟将以1m/s的速度向前运行一次，这是因为rostopic pub命令只会发布一次，若在其后面加上-r 10 ，-r表示设定频率 ，-r 10 就是每秒运行10次循环 ，可以不断的发布，z轴是垂直于屏幕向外的，若将angular的z参数设为1，它就可以按圆的轨迹行走

15、如果我们想要查看某个消息的数据结构可以用 rosmsg show命令，比如rosmsg show geometry_msgs/Twist

16、rosservice list 可以查看当前仿真器下的提供的service服务，/spawn服务产生服务，可以用来产生一个新的海龟，如rosservice call /spawn 然后按tab键补全剩余的，其中call表示请求 ，x、y是产生新海龟的坐标，theta是初始角度，name是产生新海龟的名字

 17、rosbag工具是话题记录工具，记录系统中所有的话题记录并保存起来，下次用的时候再复现出来，例如话题记录命令 rosbag record -a -O cmd_record （其中record是记录的意思，-a是全部保存 -O是保存成压缩包，保存文件命名为cmd_record) 话题复现 命令rosbag play cmd_record.bag （play是表示复现，cmd_record.bag是文件名）在输入记录命令后，它会显示开始订阅一些信息，这时候我们用键盘去控制海龟移动，结束后按ctrl+c，他就会把这些数据保存下来，保存到我们的主文件（主目录）下，这个时候我们把之前打开的终端关掉，只打开节点管理器和仿真器节点，不需要启动键盘控制节点，此时使用话题复现命令，他就可以复现刚才我们保存的运动

四、创建工作空间与功能包

 1、工作空间用来存放工程的文件，里面的src文件夹是用来存放功能包的，功能包的配置文件等，build文件夹用来存放编译过程中产生的一些中间文件，devel文件夹存放编译生成的一些可执行文件，一些库，一些脚本等，install文件夹主要用来存放安装的一些文件，重点关注devel文件夹

2、创建工作空间：在主文件夹下用mkdir命令创建一个子文件夹，取名为catkin_ws ，这个名字是可以自己起的，后面的src是不能变的，接下来要利用命令cd进入到该文件夹下，然后用catkin_init_workspace命令将该文件夹变为ros工作空间的属性

创建完工作空间后，要对工作空间进行编译，编译时需要在工作空间的根目录下进行编译，也就是我们需要先进入catkin_ws文件夹下，再利用catkin_make命令对其进行编译，这个命令会编译src下面所有功能包的源码，并将结果放到devel文件夹下，编译后生成了build和devel这两个文件夹，这个命令不能生成install文件夹，需要用catkin_make install命令来生成install文件夹

 为了让系统找到我们的工作空间，还需要设置环境变量

3、在创建代码的时候一定要创建一个功能包，功能包是ROS里面放置源码的最小单元，所有的源码必须放到功能包下面，不允许直接放在src文件夹下，用catkin_create_pkg命令创建功能包，后面跟的第一个参数是功能包的名字，后面的参数是这个功能包的依赖，也就是这个功能包需要用到ros里面的那些其他的功能包，因为要用c++编程所以要添加依赖roscpp，因为要用Python编程，所以要添加依赖rospy ，标准的消息结构std_msgs ,创建的功能包要放在src文件夹下，添加完功能包后，我们返回到catkin_ws目录下，再对工作空间进行编译，就会把刚才添加的功能包也编译了。只有设置了环境变量后才能让系统找到我们的工作空间 ，用命令echo $ROS_PACKAGE_PATH来检查我们创建的环境变量  
  4、在创建的功能包test_pkg中有一个src文件夹，用来放置功能包的代码，比如cpp文件等，include文件夹可以用来存放头文件，另外两个文件是每个功能包必须存在的两个文件，这两个文件的存在才标志着，这个文件夹是一个功能包，而不是普通文件夹