# ros2_test

**Repository Path**: naoano/ros2_test

## Basic Information

- **Project Name**: ros2_test
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-08-11
- **Last Updated**: 2026-08-11

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# ROS2 入门与实践 — 全书学习代码

依据《机器人操作系统（ROS2）入门与实践》（刘相权、张万杰整理）全书源代码整理的学习仓库。**每章一个目录**，代码按书中章节还原，修复了书中影响编译/运行的错误（差异见各章 README「与书中代码的差异」）。

## 环境

| 项目 | 说明 |
|------|------|
| 本机 ROS 环境 | `conda activate ros2`（conda 中的 ROS2 环境） |
| 本书原始环境 | Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble + wpr_simulation2 仿真器（gazebo，依赖 Linux） |
| 编译命令 | `colcon build --packages-select <包名>`（在含 src/ 的工作空间执行） |

**macOS 上的能力边界**：不依赖仿真的节点（第 3~6 章全部、第 8 章 waypoint_navigation、第 9~10 章数据节点、第 11 章 mani_ctrl、第 12 章 fetch）已在本机 conda ros2 编译并**试运行验证通过**（用 `ros2 topic pub` / 模拟脚本提供传感器输入，详见各章 README「本机实测」）；依赖 wpr_simulation2 / gazebo / nav2 的部分（第 7~12 章仿真链路、mani_pkg 的 grab_object）需在 Linux + Humble 环境运行。

## 目录结构

| 目录 | 章节 | 内容 | 包 |
|------|------|------|-----|
| [ch01_linux入门](ch01_linux入门) | 第1章 | Ubuntu 安装与使用（无 ROS 代码） | - |
| [ch02_ros2安装](ch02_ros2安装) | 第2章 | ROS2 Humble 安装 + wpr_simulation2 仿真器 | - |
| [ch03_编程基础](ch03_编程基础) | 第3章 | 节点/话题/消息、类封装、3 种 Launch 格式 | my_pkg, topic_pkg |
| [ch04_运动控制](ch04_运动控制) | 第4章 | 发布 /cmd_vel 控制机器人运动 | vel_pkg |
| [ch05_激光雷达](ch05_激光雷达) | 第5章 | 雷达数据获取、避障 | lidar_pkg |
| [ch06_IMU](ch06_IMU) | 第6章 | IMU 姿态读取、航向锁定 | imu_pkg |
| [ch07_SLAM建图](ch07_SLAM建图) | 第7章 | slam_toolbox 仿真建图 | slam_pkg |
| [ch08_NAV2导航](ch08_NAV2导航) | 第8章 | NAV2 自主导航、航点导航 | nav_pkg |
| [ch09_图像视觉](ch09_图像视觉) | 第9章 | 图像获取、HSV 定位、目标追踪、人脸检测 | cv_pkg |
| [ch10_三维视觉](ch10_三维视觉) | 第10章 | PCL 点云、桌面物品检测 | pc_pkg |
| [ch11_机械臂](ch11_机械臂) | 第11章 | 机械臂控制、物品抓取状态机 | mani_pkg |
| [ch12_综合应用](ch12_综合应用) | 第12章 | 服务机器人送饮料（导航+抓取编排） | home_pkg |

## 快速开始（编译 + 运行）

```bash
conda activate ros2

# 1. 创建/进入工作空间，把需要的包链接进去
mkdir -p ~/ros2_ws/src && cd ~/ros2_ws/src
ln -s <本仓库路径>/ch03_编程基础/my_pkg .
ln -s <本仓库路径>/ch03_编程基础/topic_pkg .
# ... 其余章节同理

# 2. 编译（可一次全部，或 -packages-select 指定）
cd ~/ros2_ws && colcon build

# 3. 加载环境并运行
source install/setup.bash
ros2 run my_pkg my_node              # 最简节点
ros2 run topic_pkg publisher_node    # 话题发布者
ros2 launch topic_pkg pub_sub.launch.py   # launch 启动发布+订阅
```

每个包/每章的完整运行步骤见各章 README。

## 依赖的第三方包（需额外安装）

以下包不在本仓库内，按章使用前需安装（Linux + Humble）：

| 包 | 用途 | 章节 | 安装命令 |
|----|------|------|---------|
| **wpr_simulation2** | 全书仿真环境（gazebo 机器人） | 2~12 | `git clone https://github.com/6-robot/wpr_simulation2.git ~/ros2_ws/src/ && cd ~/ros2_ws/src/wpr_simulation2/scripts/ && ./install_for_humble.sh`（或 [ch02 脚本](ch02_ros2安装/scripts/install_wpr_simulation2.sh)） |
| **slam_toolbox** | 2D SLAM 建图 | 7 | `sudo apt install ros-humble-slam-toolbox` |
| **navigation2** | 导航框架 | 8 | `sudo apt install ros-humble-navigation2` |
| **nav2_bringup** | 导航启动文件 | 8, 12 | `sudo apt install ros-humble-nav2-bringup` |
| **wp_map_tools** | 航点编辑与航点导航 | 8, 12 | `git clone https://github.com/6-robot/wp_map_tools.git ~/ros2_ws/src/ && cd ~/ros2_ws/src/wp_map_tools/scripts/ && ./install_for_humble.sh` |
| **cv_bridge** | ROS 图像 ↔ OpenCV | 9 | `sudo apt install ros-humble-cv-bridge`（conda 环境已内置） |
| **pcl_ros, pcl_conversions, tf2_ros** | 点云处理与坐标变换 | 10 | `sudo apt install ros-humble-pcl-ros`（conda 环境已内置） |

> 注意：wpr_simulation2 / wp_map_tools 为 GitHub 源码包，克隆后需 `colcon build`；
> 国内网络可用 gitee 镜像：`https://gitee.com/s-robot/wpr_simulation2.git`、`https://gitee.com/s-robot/wp_map_tools.git`。

## 编译与运行验证状态（本机 conda ros2，2026-08-11）

| 包 | 编译 | 运行（本机实测） | 说明 |
|----|------|-----------------|------|
| my_pkg | ✅ | ✅ | my_node 打印 Hello world! |
| topic_pkg | ✅ | ✅ | 发布/订阅/类封装全链路收发一致 |
| vel_pkg | ✅ | ✅ | /cmd_vel 持续发布 linear.x=0.1 |
| lidar_pkg | ✅ | ✅ | 模拟 /scan → 正确打印正前方距离 |
| imu_pkg | ✅ | ✅ | 四元数→欧拉角正确；航向锁定发布 0.1 m/s |
| slam_pkg | ✅ | - | 仅 launch，运行时需 slam_toolbox + wpr_simulation2（Linux） |
| nav_pkg | ✅ | ✅（节点） | waypoint_navigation 成功发出"1"号航点请求；launch 需 navigation2 |
| cv_pkg | ✅ | ✅ | 4 个节点模拟相机输入验证通过（显示/HSV/追踪/人脸框） |
| pc_pkg | ✅ | ✅（pc_data） | 模拟点云逐点坐标正确；pc_objects 需仿真 tf |
| mani_pkg | ✅（mani_ctrl） | ✅（mani_ctrl） | 用临时包验证 Pose1/2 状态机 + JointState 发布；grab_object 需 wpr_simulation2 |
| home_pkg | ✅ | ✅（fetch） | 状态机进入 STEP_GOTO_KITCHEN 并发出 "kitchen" 航点请求 |

> 每章详细编译命令、运行命令与实测输出见各章 README「本机实测」区块。

## 与书中代码的差异（汇总）

书中代码存在少量错误，本仓库已修复并在各章 README 记录：

- **ch03**：`pub_sub.launch.py` 缩进错误（`LaunchDescription()` 在函数外，无法运行）→ 修复；3.3 类封装代码补文件名与构建目标
- **ch06**：`imu_behavior.cpp` 订阅话题 `"imu"` 缺 `/` → `/imu`；两个文件补 `#include <cmath>`
- **ch08**：`waypoint_nav.launch.py` 缩进错误 → 修复；`waypoint_navigation.cpp` 订阅话题 `"waterplus/navi_result"` 缺 `/` → `/waterplus/navi_result`
- **ch09**：`cv_image.cpp` 缩进整理；`cv_follow.cpp` 窗口名 `"RGB "` 尾随空格（产生双窗口）→ `"RGB"`
- **ch10**：CMakeLists 补 `find_package(tf2_ros REQUIRED)` 及 `ament_target_dependencies` 补 `"tf2_ros"`（原书漏掉，无法编译）
- **ch11**：`grab_object.cpp` 补 `#include <cmath>`（`fabs` 需要）
- **ch12**：`fetch.cpp` 订阅话题 `"waterplus/navi_result"` 缺 `/` → `/waterplus/navi_result`

## 学习路线

```mermaid
graph LR
    A[ch01-02 环境搭建] --> B[ch03 编程基础<br/>节点/话题/Launch]
    B --> C[ch04 运动控制<br/>cmd_vel]
    C --> D[ch05 激光雷达]
    C --> E[ch06 IMU]
    D --> F[ch07 SLAM建图]
    F --> G[ch08 NAV2导航]
    E --> G
    B --> H[ch09 图像视觉]
    H --> I[ch10 三维视觉]
    I --> J[ch11 机械臂抓取]
    G --> K[ch12 综合应用<br/>送饮料机器人]
    J --> K
```

## 学习要点（全书主线）

1. **第 3 章**：节点/话题/Launch 是 ROS2 一切的基础，必须吃透
2. **第 4~6 章**：三种传感器（速度指令/激光雷达/IMU）的读写与控制闭环，学会"感知 → 决策 → 执行"
3. **第 7~8 章**：SLAM 建图 + NAV2 导航 = 移动机器人的"大脑"（先建图再导航）
4. **第 9~11 章**：视觉 + 点云 + 机械臂 = 机器人的"眼睛和手"
5. **第 12 章**：把所有能力编排成一个完整任务（状态机 + 话题解耦）