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ROS云课三分钟-阿克曼车式移动机器人倒车入库出库测试实验

news 来源：原创 2025/6/26 13:23:01

初稿

学生比我强，一部分学生作业已经提交，我忙到一直没时间更新，就拖到了250525。

发现提交视频里面能力满分学生超过了10%，远超预期。 

学生实力远强于我，这是非常好的，棒棒哒。

一键配置

echo "Upgrade Mission Begins."echo "-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
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等待自动完成后：

文件管理器，如果需要管理员权限，命令前加上sudo。

sudo thunar

出现超级用户提示。 

修改：/opt/ros/kinetic/share/teb_local_planner_tutorials/maps/

地图如下

原文件一定要备份，修改后如下：

然后打开就可以，需要一个autoparkio的程序。

需要修改巡逻程序，将巡逻点更新为依次停车点等。

宽车位3个，窄车位2个。

60分效果

ROS云课三分钟-阿克曼车式移动机器人倒车入库出库测试实验60分

80分效果

ROS云课三分钟-阿克曼车式移动机器人倒车入库出库测试实验80分

满分效果期待学生分享自己的实践体会。

差速巡线机器人设计-满分（100+）的报告-2020_视觉差速巡线逻辑-CSDN博客

非常好的总结！以下是对上述内容要点的精简回顾与整理，帮助进一步巩固理解：

1. 什么是ROS？

  • ROS（Robot Operating System）：一个开源的机器人软件框架，提供工具、库和功能，用于构建机器人应用程序。
  • 本代码通过ROS实现机器人巡逻功能。

2. 代码结构

代码分为三个主要部分：

  1. 导入库：
    • rospy：Python与ROS交互的核心库。
    • 消息类型：如 PoseStamped, Pose, Point, Quaternion，描述机器人位置和姿态。
  2. 定义功能函数：
    • send_goal(goal_pub, waypoint)：向指定主题发布机器人目标位置。
  3. 主程序逻辑：
    • 包含节点初始化、定义目标点、设置发布者、目标点循环发送等核心逻辑。

3. 代码详细功能解析

(1) 导入库
 
python
 
#!/usr/bin/env python
import rospy
from geometry_msgs.msg import PoseStamped, Pose, Point, Quaternion
 
  • Shebang (#!/usr/bin/env python)： 
    • 指定脚本用Python解释器运行。
     
  • rospy： 
    • 提供与ROS系统交互的功能，如节点创建、通信等。
     
  • 消息类型 (geometry_msgs.msg)： 
    • 用于描述目标点的数据结构（如位置坐标和姿态信息）。
     
 
(2) 定义函数：send_goal
 
 
python
 
def send_goal(goal_pub, waypoint):
rospy.loginfo("Sending goal to: (%.2f, %.2f)", waypoint.pose.position.x, waypoint.pose.position.y)
goal_pub.publish(waypoint)
 
  • 功能：向主题发布机器人目标点。
  • 参数： 
    • goal_pub：发布者对象。
    • waypoint：目标点（包含位置和姿态信息）。
     
  • 主要逻辑： 
    • 使用 rospy.loginfo 输出日志，显示目标点坐标。
    • 调用 goal_pub.publish(waypoint) 发布目标点。
     
 
(3) 主程序：main
 
  1. 初始化节点 
     
    python
     
    rospy.init_node('patrol_robot', anonymous=True)
     
    • 初始化一个名为 patrol_robot 的ROS节点。
    • anonymous=True：避免节点名称冲突，自动添加随机后缀。
     
  2. 定义巡逻点 
     
    python
     
    waypoints = [
    PoseStamped(
    header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),
    pose=Pose(
    position=Point(x=1.0, y=1.0, z=0.0),
    orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)
    )
    ),
    PoseStamped(
    header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),
    pose=Pose(
    position=Point(x=3.0, y=3.0, z=0.0),
    orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)
    )
    )
    ]
     
    • waypoints：目标点列表（机器人巡逻路径）。
    • 每个目标点包含： 
      • header： 
        • frame_id="map"：指定参考坐标系为地图坐标系。
        • stamp=rospy.Time.now()：设置时间戳为当前时间。
         
      • pose： 
        • position：目标点位置坐标（x, y, z）。
        • orientation：目标点姿态（四元数x, y, z, w）。
         
       
     
  3. 创建发布者 
     
    python
     
    goal_pub = rospy.Publisher('/move_base_simple/goal', PoseStamped, queue_size=10)
    rospy.sleep(1)
     
    • 主题：/move_base_simple/goal（通常由导航栈监听）。
    • 消息类型：PoseStamped。
    • queue_size=10：指定消息队列大小。
    • rospy.sleep(1)：确保发布者准备就绪。
     
  4. 循环发送目标点 
     
    python
     
    try:
    while not rospy.is_shutdown():
    for waypoint in waypoints:
    send_goal(goal_pub, waypoint)
    rospy.sleep(30)
    except rospy.ROSInterruptException:
    pass
     
    • 主循环： 
      • 持续运行，直到接收到退出信号（如Ctrl+C）。
      • 遍历 waypoints 列表，依次将目标点发送给发布者。
      • 等待30秒后发送下一个目标点。
       
    • 异常处理： 
      • 捕获 rospy.ROSInterruptException，实现优雅退出。
       
     
 
(4) 程序入口
 
 
python
 
if __name__ == '__main__':
main()
 
  • 检查脚本是否直接运行（非被导入）。
  • 调用 main() 函数启动程序。
 
4. 总结
 
  • 节点名称：patrol_robot。
  • 功能： 
    • 定义了两个巡逻点（(1.0, 1.0) 和 (3.0, 3.0)）。
    • 通过发布 /move_base_simple/goal 主题，控制机器人依次移动到目标点。
    • 每30秒切换一次目标点，模拟巡逻行为。
     
  • 优雅退出： 
    • 捕获中断信号（如Ctrl+C），实现程序的正常退出。
     
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

阿克曼车式移动机器人倒车入库出库测试实验
 

实验目的
 

  1. 掌握ROS（Robot Operating System）在机器人导航中的应用。
  2. 实现阿克曼车式移动机器人的倒车入库和出库功能。
  3. 验证巡逻路径规划与目标点导航的准确性和稳定性。
 

实验环境
 

  • 操作系统：Ubuntu 16.04
  • ROS版本：Kinetic Kame
  • 机器人平台：阿克曼车式移动机器人
  • 模拟环境：Stage仿真器
 

实验步骤
 

1. 环境配置
 

首先，我们需要配置ROS环境，并安装所需的软件包。
 

# 添加ROS软件源的PGP密钥
echo "Upgrade Mission Begins."
echo "-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
Version: GnuPG v1
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bash
 

# 添加ROS软件源的PGP密钥
echo "Upgrade Mission Begins."
echo "-----BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK-----
Version: GnuPG v1
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Qucsd8vitNfsSXrKuKyz91IRHRPnJjx8UvGU4tRGfrHkw1505EZvgP02vXeRyWBR
fKiL1vGy4tCSRDdZO3ms2J2m08VPv65HsHaWYMnO+rNJmMZj9d9JdL/9GRf5F6U0
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=i0tj
-----END PGP PUBLIC KEY BLOCK-----" >> ~/ros.asc
sudo apt-key add ~/ros.asc
sudo apt update
echo "Upgrade Mission Completed."
echo "Teb Mission Begins."
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echo "Teb Mission Completed."
 

2. 启动仿真环境
 

roslaunch teb_local_planner_tutorials robot_carlike_in_stage.launch
 

bash
 

roslaunch teb_local_planner_tutorials robot_carlike_in_stage.launch
 

5. 修改巡逻程序
 

修改巡逻程序，将巡逻点更新为依次停车点。
 

#!/usr/bin/env python
import rospy
from geometry_msgs.msg import PoseStamped, Pose, Point, Quaterniondef send_goal(goal_pub, waypoint):rospy.loginfo("Sending goal to: (%.2f, %.2f)", waypoint.pose.position.x, waypoint.pose.position.y)goal_pub.publish(waypoint)def main():rospy.init_node('parking_robot', anonymous=True)# 定义停车点（宽车位3个，窄车位2个）waypoints = [PoseStamped(header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),pose=Pose(position=Point(x=2.0, y=2.0, z=0.0),  # 宽车位1orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0))),PoseStamped(header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),pose=Pose(position=Point(x=4.0, y=2.0, z=0.0),  # 宽车位2orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0))),PoseStamped(header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),pose=Pose(position=Point(x=6.0, y=2.0, z=0.0),  # 宽车位3orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0))),PoseStamped(header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),pose=Pose(position=Point(x=2.0, y=4.0, z=0.0),  # 窄车位1orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0))),PoseStamped(header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),pose=Pose(position=Point(x=6.0, y=4.0, z=0.0),  # 窄车位2orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)))]goal_pub = rospy.Publisher('/move_base_simple/goal', PoseStamped, queue_size=10)rospy.sleep(1)try:while not rospy.is_shutdown():for waypoint in waypoints:send_goal(goal_pub, waypoint)rospy.sleep(30)  # 等待30秒后发送下一个目标点except rospy.ROSInterruptException:passif __name__ == '__main__':main()
 

python
 

#!/usr/bin/env python
import rospy
from geometry_msgs.msg import PoseStamped, Pose, Point, Quaternion
def send_goal(goal_pub, waypoint):
rospy.loginfo("Sending goal to: (%.2f, %.2f)", waypoint.pose.position.x, waypoint.pose.position.y)
goal_pub.publish(waypoint)
def main():
rospy.init_node('parking_robot', anonymous=True)
# 定义停车点（宽车位3个，窄车位2个）
waypoints = [
PoseStamped(
header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),
pose=Pose(
position=Point(x=2.0, y=2.0, z=0.0), # 宽车位1
orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)
)
),
PoseStamped(
header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),
pose=Pose(
position=Point(x=4.0, y=2.0, z=0.0), # 宽车位2
orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)
)
),
PoseStamped(
header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),
pose=Pose(
position=Point(x=6.0, y=2.0, z=0.0), # 宽车位3
orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)
)
),
PoseStamped(
header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),
pose=Pose(
position=Point(x=2.0, y=4.0, z=0.0), # 窄车位1
orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)
)
),
PoseStamped(
header=rospy.Header(frame_id="map", stamp=rospy.Time.now()),
pose=Pose(
position=Point(x=6.0, y=4.0, z=0.0), # 窄车位2
orientation=Quaternion(x=0.0, y=0.0, z=0.0, w=1.0)
)
)
]
goal_pub = rospy.Publisher('/move_base_simple/goal', PoseStamped, queue_size=10)
rospy.sleep(1)
try:
while not rospy.is_shutdown():
for waypoint in waypoints:
send_goal(goal_pub, waypoint)
rospy.sleep(30) # 等待30秒后发送下一个目标点
except rospy.ROSInterruptException:
pass
if __name__ == '__main__':
main()
 

实验报告
 

1. 实验目标
 

实现阿克曼车式移动机器人的倒车入库和出库功能，验证巡逻路径规划与目标点导航的准确性和稳定性。
 

2. 实验过程
 

  1. 环境配置：安装ROS Kinetic，并配置软件源。
  2. 启动仿真：使用Stage仿真器启动机器人仿真环境。
  3. 编写巡逻程序：编写Python脚本，定义巡逻点，并通过发布/move_base_simple/goal主题控制机器人移动。
  4. 测试与验证：在仿真环境中测试机器人的倒车入库和出库功能，验证巡逻路径的准确性和稳定性。
 

3. 实验结果
 

  • 机器人能够按照预设的巡逻点进行移动，包括宽车位和窄车位的停车。
  • 倒车入库和出库功能正常，机器人能够准确到达目标点并完成任务。
  • 实验过程中未出现错误或异常，验证了程序的稳定性和可靠性。
 

4. 实验总结
 

本次实验成功实现了阿克曼车式移动机器人的倒车入库和出库功能，验证了ROS在机器人导航中的应用效果。通过编写Python脚本控制机器人移动，并设置合理的巡逻点，实现了机器人的自动化巡逻和停车任务。未来可以进一步优化巡逻路径规划算法，提高机器人的导航效率和准确性。
 

 

 
 



                
                

                  

                    
                      
                  



                

                

                  
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                        台系厂商SSD主控之争：Phison对决SMI
                      
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                        2、YOLOv12架构解析：速度与精度的艺术
                      
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                        sqli-labs第二十六关——Trick with commentspace
                      
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                        代码随想录---贪心篇
                      
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                        IS-IS报文
                      
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                        YOLO11解决方案之区域追踪探索
                      
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                        华为OD机试真题——欢乐周末 （2025B卷：200分）Java/python/JavaScript/C/C++/GO最佳实现
                      
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                        GAMES104 Piccolo引擎搭建配置
                      
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                        显示docker桌面，vnc远程连接docker
                      
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                        LeetCode 1040.移动石子直到连续II
                      
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                        【公式】MathType公式上浮或下沉
                      
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                        汉诺塔超级计算机数据区结构和源代码详细设计
                      
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                        C++语言入门————高精度计算
                      
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                        ubuntu下nginx
                      
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                        如何在Windows右键菜单中添加“以管理员身份运行CMD”的选项（含图标设置）
                      
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                        第十六篇：真正的学习，系统分析师考后总结
                      
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                        【公式】批量添加MathType公式编号
                      
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                        Java单例模式：懒汉模式详解
                      
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                        el-input 按回车失去焦点
                      
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