Cada versión de ROS soporta un máximo de tres versiones de ubuntu, por lo que conviene tener claro qué versión vamos a instalar. Para Ubuntu 12.10 debemos instalar ROS groovy.

Añadir los repositorios de ros-groovy para ubuntu 12.10 (a 12 dic 2012)

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu quantal main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
wget http://packages.ros.org/ros.key -O - | sudo apt-key add -
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

Instalar con apt-get (todas las dependencias se instalan automáticamente).

sudo apt-get install ros-groovy-desktop-full

Instalar también otras herramientas que facilitan el trabajo con ROS.

sudo apt-get install python-rosinstall python-rosdep

Configuración inicial:

sudo rosdep init
rosdep update
source /opt/ros/groovy/setup.bash

Creamos nuestro espacio de trabajo (se recomienda para no ensuciar la instalación base)

cd /opt/ros
mkdir rosws
sudo chmod -R 775 /opt/ros/rosws
sudo chown user:user /opt/ros/rosws
rosws init /opt/ros/rosws /opt/ros/groovy

Añadimos el script de configuración al bashrc

echo "source /opt/ros/rosws/setup.bash" >> ~/.bashrc
. ~/.bashrc

Para instalar cualquier stack desde repositorios:

roscd
roslocate info STACKNAME | rosws merge -
source setup.sh
rosws update STACKNAME
rosmake STACKNAME

Un ejemplo de instalación del stack ROSARIA. Este stack es un wrapper de ARIA para ROS que nos permite acceder al sonar y odometría de todos los robots de MobileRobots/ActivMedia.

roscd
roslocate info ROSARIA | rosws merge -
source setup.sh
rosws update ROSARIA
rosmake ROSARIA

Tutorial de la herramienta rosws

En este tutorial mostraremos cómo crear un paquete de software para ROS. A modo de ejemplo, crearemos un paquete ficticio con un único nodo ROS, que se encargará de las siguientes tareas:

1. Abrir un sensor ficticio.
2. Leer los datos que proporciona el sensor de forma periódica.
3. Publicar los datos a través del sistema de intercambio de mensajes ROS. El programa que se encargue de esto recibirá el nombre de publisher.

Nuestro sensor ficticio proporcionará la posición 3D de un objeto y la marca temporal asociada a cada dato:

timestamp x y z

Antes de comenzar el tutorial, debemos descargarnos los fuentes que utilizaremos en el paquete sensorfakesources.zip

• SensorFake.cpp y SensorFake.h: librería de interacción con el sensor.
• SensorFake_Publisher.cpp: publisher.

Al tratarse de un paquete sencillo, proponemos un diseño que no complique en exceso ni la implementación ni el mantenimiento del mismo. Nuestro paquete constará de los siguientes archivos:

1. Librería para el manejo del sensor. Proporcionará las funciones típicas: conexión, lectura, desconexión, etc. Debería ser totalmente independiente de ROS.
2. Nodo ROS encargado de comunicarse con el sensor (a través de su librería) y transmitir los datos a través del sistema de mensajes ROS.

Para paquetes más complejos, se recomienda encarecidamente utilizar un diseño más adecuado.

Nos situamos en la carpeta donde queramos crear nuestro paquete. Por ejemplo:

${HOME}/ros

Creamos el paquete. El nombre del paquete será sensor_fake y dependerá de roscpp.

roscreate-pkg sensor_fake roscpp

La salida del comando debería ser algo como:

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
WARNING: current working directory is not on ROS_PACKAGE_PATH!
Please update your ROS_PACKAGE_PATH environment variable.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Created package directory /home/citius_robot/ros_pruebas/sensor_fake
Created include directory /home/citius_robot/ros_pruebas/sensor_fake/include/sensor_fake
Created cpp source directory /home/citius_robot/ros_pruebas/sensor_fake/src
Created package file /home/citius_robot/ros_pruebas/sensor_fake/Makefile
Created package file /home/citius_robot/ros_pruebas/sensor_fake/manifest.xml
Created package file /home/citius_robot/ros_pruebas/sensor_fake/CMakeLists.txt
Created package file /home/citius_robot/ros_pruebas/sensor_fake/mainpage.dox

Please edit sensor_fake/manifest.xml and mainpage.dox to finish creating your package

Esto nos indica: 1) que el paquete creado no está en la variable de entorno ROS_PACKAGE_PATH (solución en la siguiente sección), 2) que se ha creado correctamente la estructura de directorios y ficheros de configuración del paquete.

Si nos desplazamos a la carpeta correspondiente (${HOME}/ros_pruebas/sensor_fake), observamos la estructura del paquete:

• include: directorio para ficheros “.h”.
• * sensor_fake: directorio para ficheros “.h” de la librería que se encarga de la interacción con el sensor.
• src: directorio para ficheros “.cpp”
• mainpage.dox: fichero para generacion de documentación con Doxygen.
• CMakeLists.txt: configuración de la compilación con CMake (enlace).
• manifest.xml: información sobre el paquete (enlace).

Desde ${HOME}/ros, añadimos el paquete al workspace de ROS.

rosws set sensor_fake

Alternativamente, podemos ejecutar:

rosstack profile && rospack profile

Cerramos el terminal y lo abrimos de nuevo, para que se recarguen las variables de entorno correspondientes. A continuación, ejecutamos:

rospack profile

En este punto, ROS debería ser capaz de encontrar nuestro paquete. Lo comprobamos mediante:

rospack find sensor_fake

Comprobamos que todo funciona correctamente ejecutando una compilación de prueba:

rosmake sensor_fake

Cuya salida debería ser algo como:

[ rosmake ] rosmake starting...                                                                                                                 
[ rosmake ] Packages requested are: ['sensor_fake']                                                                                             
[ rosmake ] Logging to directory /home/david/.ros/rosmake/rosmake_output-20121115-180018                                                        
[ rosmake ] Expanded args ['sensor_fake'] to:
['sensor_fake']                                                                                   
[rosmake-0] Starting >>> roslang [ make ]                                                                                                       
[rosmake-0] Finished <<< roslang  No Makefile in package roslang                                                                                
[rosmake-0] Starting >>> roscpp [ make ]                                                                                                        
[rosmake-0] Finished <<< roscpp  No Makefile in package roscpp                                                                                  
[rosmake-0] Starting >>> sensor_fake [ make ]                                                                                                   
[rosmake-0] Finished <<< sensor_fake [PASS] [ 5.56 seconds ]                                                                                    
[ rosmake ] Results:                                                                                                                            
[ rosmake ] Built 3 packages with 0 failures.                                                                                                  
[ rosmake ] Summary output to directory                                                                                                         
[ rosmake ] /home/david/.ros/rosmake/rosmake_output-20121115-180018  

Si queremos importar este paquete a un proyecto Eclipse, podemos seguir las instrucciones que se encuentran en: http://www.ros.org/wiki/IDEs#Eclipse

En primer lugar, copiamos el archivo SensorFake.cpp en ${HOME}/ros/sensor_fake/src y el archivo SensorFake.h en ${HOME}/ros/sensor_fake/include/sensor_fake (fuentes: sensorfakesources.zip). A continuación, modificamos el CMakeLists.txt para que los compile como una librería dinámica.

#common commands for building c++ executables and libraries  -> Añadimos el comando debajo de este comentario
rosbuild_add_library(${PROJECT_NAME} src/SensorFake.cpp)
#Esto indica que queremos compilar SensorFake.cpp como una librería dinámica. Esta librería tendrá el mismo nombre que el proyecto
# (sensor_fake)

Compilamos:

rosmake sensor_fake

Nota importante: SensorFake.cpp asume que el SensorFake.h está en include/sensor_fake, al hacer:

#include "sensor_fake/SensorFake.h"

De no se así (por ejemplo, si le hemos dado otro nombre al paquete), debemos modificar este include.

Si la compilación es satisfactoria, rosmake nos habrá creado una nueva carpeta ${HOME}/ros/sensor_fake/lib, que contendrá la librería compilada libsensor_fake.so.

Ahora debemos definir los mensajes que nuestro paquete va a utilizar para comunicarse con ROS. Para ello, creamos la carpeta ${HOME}/ros/sensor_fake/msg y copiamos en ella el archivo de definición del mensaje (XYZ.msg). A continuación, modificamos el archivo CMakeLists.txt para que compile la definición del mensaje.

#uncomment if you have defined messages
rosbuild_genmsg()      #---> Descomentamos esta línea

Compilamos:

rosmake sensor_fake

Si la compilación es correcta, rosmake habrá creado dos nuevas carpetas: 1) ${HOME}/ros/sensor_fake/msg_gen y 2) ${HOME}/ros/sensor_fake/src/sensor_fake/. Estas carpetas contienen las clases necesarias para el manejo del mensaje generado.

Ahora estamos en disposición de escribir un programa que lea los datos de nuestro sensor_fake y los publique en ROS (utilizando el tipo de mensaje generado en el apartado anterior). En primer lugar, copiamos el archivo SensorFake_Publisher.cpp en ${HOME}/ros/sensor_fake/src (fuentes: sensorfakesources.zip). A continuación, modificamos el CMakeLists.txt para enlazar la librería {HOME}/ros/sensor_fake/lib/libsensor_fake.so y compilar el publisher como ejecutable.

#common commands for building c++ executables and libraries  ## -> Ya estaba!
rosbuild_add_library(${PROJECT_NAME} src/SensorFake.cpp)   ## -> Ya estaba!
rosbuild_add_executable(SensorFake_Publisher src/SensorFake_Publisher.cpp)
target_link_libraries(SensorFake_Publisher ${PROJECT_NAME})

Si la compilación es satisfactoria, rosmake habrá creado el ejecutable ${HOME}/ros/sensor_fake/bin/SensorFake_Publisher.

Finalmente, probamos nuestro paquete. Para ello, abrimos un terminal y ejecutamos el servidor ROS:

roscore

En otro terminal, ejecutamos nuestro publisher (nodo ROS):

rosrun sensor_fake SensorFake_Publisher

La salida debería ser algo como:

Hello, I am the SensorFake_Publisher
Time 1353001026.799379: Sending x [0] y [5] z [10]
Time 1353001026.899426: Sending x [1] y [6] z [11]
Time 1353001026.999419: Sending x [2] y [7] z [12]

En otro terminal, ejecutamos un listener de ROS, que recibirá los mensajes de nuestro publisher y los mostrará por pantalla.

rostopic echo /SensorFake_Topic

La salida debería ser algo como:

header: 
  seq: 31
  stamp: 
    secs: 1353001134
    nsecs: 532552707
  frame_id: ''
timestamp: 
  secs: 1353001134
  nsecs: 532516000
x: 1
y: 6
z: 11
---
header: 
  seq: 32
  stamp: 
    secs: 1353001134
    nsecs: 632531208
  frame_id: ''
timestamp: 
  secs: 1353001134
  nsecs: 632489000
x: 2
y: 7
z: 12
---

Si queremos compartir el paquete (por ejemplo, enviarlo por email), debemos borrar la carpeta ${HOME}/ros/sensor_fake/build. En el ordenador destino, copiamos el paquete (por ejemplo, en ${HOME}/ros) y ejecutamos los pasos de la Sección “Añadiendo el paquete al workspace”.

En este tutorial veremos:

1. Cómo simular un robot con Stage.
2. Cómo ejecutar el algoritmo de localización AMCL. Este algoritmo estimará la posición del robot sobre un mapa en base a la información del simulador.
3. Cómo visualizar todos los datos con el rviz.

Para ello, necesitamos instalar:

1. Stack Stage: sudo apt-get install ros-groovy-stage
2. Nodos AMCL y map_server(stack Navigation): sudo apt-get install ros-groovy-navigation
3. Nodo rviz: sudo apt-get install ros-groovy-rviz

En primer lugar, debemos descargar el archivo world.zip. Podemos descomprimir este archivo en cualquier lugar a nuestro gusto (en adelante, llamaremos ${WORLD_PATH} a esta carpeta). En particular, nos van a interesar los siguientes archivos:

1. ${WORLD_PATH}/citius/plantabajacitius.yaml: archivo descriptor del mapa que utilizaremos en este tutorial.
2. ${WORLD_PATH}/citius/plantabajacitius.pgm: imagen que representa dicho mapa.
3. ${WORLD_PATH}/citius/plantabajacitius.world: archivo “world” del Stage (utiliza el archivo plantabajacitius.pgm).

A continuación, descargamos el archivo amcl_diff_stage.launch.zip y lo extraemos en la carpeta “examples” del nodo AMCL. Para localizar la carpeta del nodo AMCL, hacemos:

roscd amcl

Este archivo contiene los parámetros que se le pasarán al AMCL. Podemos modificar los parámetros editando el archivo.

Finalmente, descargamos el archivo stage_amcl.rviz.zip y lo extraemos en una carpeta a nuestro gusto (en adelante, ${RVIZ_CONFIG}). Este archivo contiene parámetros de configuración para adaptar el rviz (visualizador) a las necesidades de este ejemplo.

Arrancamos el roscore:

roscore

Ejecutamos el simulador Stage con un archivo “world”. Por ejemplo:

rosrun stage stageros ${WORLD_PATH}/citius/plantabajacitius.world

Ejecutamos el map_server:

rosrun map_server map_server ${WORLD_PATH}/citius/plantabajacitius.yaml

Ejecutamos el AMCL con el archivo de configuración descargado:

roslaunch amcl amcl_diff_stage.launch

AMCL expone un servicio (global_localization) mediante el cual se puede activar el proceso de localización global del robot. En otro terminal, hacemos:

rosservice call /global_localization

Comprobamos con la herramienta rxgraph que todos los nodos están: 1) levantados, 2) comunicándose correctamente. A continuación, podemos visualizar el resultado de los diferentes nodos utilizando la herramienta rviz:

rosrun rviz rviz ${RVIZ_CONFIG}/stage_amcl.rviz

Deberíamos ver algo como: :

Ahora podemos mover el robot (pestaña teleop) por el entorno para que se localice.

Rosbag es una herramienta para grabar, reproducir y modificar logs con los mensajes que recibe el nodo roscore (pose, medidas del láser, transformaciones geométricas, etc.). En terminología ROS, a estos archivos de log se les conoce como bags.

Rosbag nos permite generar nuevos archivos bag a partir de un bag ya existente. Presentamos aquí algunos ejemplos:

Generar un bag que sólo contenga mensajes “/RosAria/pose”:

rosbag filter original.bag filtrado.bag  'topic == "/RosAria/pose"' 

Generar un bag que sólo contenga mensajes “/RosAria/pose” y “/tf”:

rosbag filter original.bag filtrado.bag  'topic == "/RosAria/pose"  or topic =="/tf"'

Generar un bag que contenga todos los mensajes excepto el “/RosAria/pose”:

rosbag filter original.bag filtrado.bag  'topic != "/RosAria/pose"'

Descargar el siguiente paquete: basicsample.zip. Compilar y ejecutar.

Para probar el código con el Stage necesitamos hacer un re-mapping de los topics como si fuera el robot real:

<launch>
  <node pkg="stage" type="stageros" name="stage" output="screen" args="$(find stage)/world/citius/plantabajacitius.world">//RUTA AL ARCHIVO WORLD
	<remap from="/base_scan" to="/scan"/>
    <remap from="/odom" to="/RosAria/pose"/>
    <remap from="/base_laser_link" to="/laser"/>
  </node>
  <arg name="map_file" default="$(find stage)/world/citius/plantabajacitius.yaml" /> //RUTA AL MAPA
  <node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(arg map_file)" />
</launch>