ai-robot-DING-XINGYI

第7周：复习与实操演练

练习1：ROS2命令

1. 启动Turtlesim节点

ros2 run turtlesim turtlesim_node

2. 查看所有运行中的节点

ros2 node list

3. 查看所有话题

ros2 topic list

4. 发布速度命令让小乌龟前进

ros2 topic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist “{linear: {x: 1.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.0}}”

5. 监听位置话题

ros2 topic echo /turtle1/pose 练习2：Python编程

题目：编写一个节点，让机器人走正方形

边长：2米，速度：1m/s

参考答案：

import rclpy from rclpy.node import Node from geometry_msgs.msg import Twist import time

class SquareNode(Node): def init(self): super().init(‘square_node’) self.pub = self.create_publisher(Twist, ‘/turtle1/cmd_vel’, 10)

def move(self, speed, duration):
    msg = Twist()
    msg.linear.x = speed
    start = self.get_clock().now()
    while (self.get_clock().now() - start).nanoseconds < duration * 1e9:
        self.pub.publish(msg)
        time.sleep(0.01)
    self.pub.publish(Twist())

def turn(self, speed, duration):
    msg = Twist()
    msg.angular.z = speed
    start = self.get_clock().now()
    while (self.get_clock().now() - start).nanoseconds < duration * 1e9:
        self.pub.publish(msg)
        time.sleep(0.01)
    self.pub.publish(Twist())

def square(self):
    for _ in range(4):
        self.move(1.0, 2.0)  # 2米
        self.turn(1.0, 1.57)  # 90度 练习3：运动学计算 题目： 机器人左轮速度0.5m/s，右轮速度1.5m/s，轮间距0.5m

求：

1. 线速度v
2. 角速度ω
3. 走完一圈需要多长时间？

解答：

1. v = (0.5 + 1.5) / 2 = 1.0 m/s
2. ω = (1.5 - 0.5) / 0.5 = 2.0 rad/s
3. 一圈距离 = 2πr = 2π × 0.25 ≈ 1.57m 时间 = 1.57 / 1.0 ≈ 1.57秒 练习4：闭环控制 题目： 简述PID控制器各部分的作用

答案： • 比例(P)：根据当前误差调整输出，响应速度快 • 积分(I)：累积历史误差，消除稳态误差 • 微分(D)：根据误差变化率调整，抑制振荡