Hadabot：从网络浏览器操作 ROS2 远程控制器

一、说明  

           Hadabot          Hadabot是一个学习ROS2和机器人技术的机器人套件。使用 Hadabot，您将能够以最小的挫败感和恐吓来构建和编程物理 ROS2 机器人。Hadabot套件目前正在开发中。它将仅针对ROS2功能，并强调基于Web的用户界面。

        随着开发的进展，我将每周以黑客示例和解释的形式发布一到两次更新。

---

在这篇文章中，我们将执行以下操作：

1. 重新总结基于 Web 的全新 Hadabot 体验界面背后的基本原理。

2. 展示适用于 ROS2 的 Hadabot 基于 Web 的远程控制器。

3. 解释远程控制器的工作原理。

4. 解释远程控制器如何与 Hadabot 开发工作相吻合。

二、全新 Hadabot 体验的 Web 界面

        我的目标是创建一个简单、无挫折的机器人套件来构建和编程支持 ROS2 的机器人。

        通过只关注用户界面的 Web 浏览器，我可以确保更一致的用户体验，尽管使用了各种底层操作系统和开发环境。

        为了简化设置，Hadabot 利用 Docker 容器来启动预烘焙工具和 ROS2 环境。容器本质上在安全的沙盒环境中运行，可以轻松关闭和重新启动，而不会污染主机系统。

---

2.2. 使用基于 Web 的 ROS2 远程控制器

        遥控或遥控控制器是一种遥控操纵杆，用于控制另一个物理实体，例如机器人、遥控车、相机等。我们计划最终将此远程控制器用于 Hadabot（稍后会详细介绍）。

        让我们启动一个基于 Web 的 ROS2 远程控制器进行展示和讲述。

---

2.3 一.更新，启动/重新启动Hadabot软件堆栈，启动Web-bash ROS2终端

 

        7 年 2020 月 <> 日更新：我们不再需要设置 web-bash，因为我们现在在基于 Web 浏览器的 VSCode 环境中使用 bash 终端功能。

 

        刚开始使用哈达机器人？

        我们需要（a）设置Docker，（b）克隆Hadabot存储库，然后（c）启动一个web-bash ROS2终端。

         

        如果您是回归的哈达机器人黑客

        您已经克隆了 hadabot_main.git 存储库，并且正在运行 Hadabot Docker 堆栈（通过 docker-compose）。

        在主机系统上使用以下命令停止您可能正在运行的 Docker 堆栈，获取最新的 Hadabot 存储库代码，然后使用最新更改重新启动 Docker 堆栈。

• $ cd hadabot_main/docker
  $ docker-compose down -v
  $ git fetch
  $ git merge origin/master
  $ docker-compose build
  $ docker-compose up -d

          然后选择步骤以 （c） 在 Web 浏览器中启动 bash 终端。

---

        2.4.运行我们的引导式脚本以启动远程控制器

        此时，您应该已经准备好了一个网络bash终端。

In the web-bash terminal you created above, run our guided script and follow the simple instructions:

root@id:/# python3 content/pt2/step_1.py

Upon completing the instructions from the guided script, you should have 2 browser windows open that showcases the operation of the Hadabot teleop controller running on ROS2.

---

三、远程控制器在做什么

ROS系统由节点组成（即单个机器人进程，如果你愿意的话）。ROS节点主要通过发布者-订阅者方式传递消息来相互通信。

我们启动的远程控制器发布消息，可以命令机器人如何移动。具体而言，发布了 geometry_msgs/msg/Twist 消息类型。Twist 指示 6 自由度机器人如何在 x、y、z 方向上移动，以及如何沿其 x、y 和 z 轴旋转。

单击相应的箭头按钮后，远程控制器将被硬编码，以通过 Twist 消息将移动命令发布到 /base_controller/command 主题。

在我们的 web-bash 终端中，我们使用 ros2 主题回显 /base_controller/command 在按下远程控制器上的按钮时回显并验证已发布的消息。

当按下向上/向下箭头按钮时，我们希望在 x 方向上向前/向后移动，因此我们发布一个正/负线性 X 值的 Twist 消息。

当按下左/右时，我们要绕 z 轴旋转。

松开按钮后，我们发送 Twist 消息以停止所有移动。

---

四、 远程操作 ROS2 示例如何工作

虽然 ROS 节点以分布式方式运行，但它本身并不在 Web 浏览器环境中运行。相反，我们利用了一个web-to-ROS桥接服务器，又名ros2-web-bridge，由Robot Web Tools创建和开源。

这个 ros2-web-bridge 服务器通过 docker-compose 作为 Docker 容器运行，允许非 ROS 应用程序使用基于 JSON 的接口将 ROS 主题发布到底层 ROS 系统。

Hadabot teleop controller是一个javascript应用程序（主要受这个keyboardteleopjs项目的启发），它与ros2-web-bridge服务器创建websocket连接。然后，远程控制器使用该基于 JSON 的接口通过 websocket 连接到 ros2-web-bridget 发布 ROS Twist 消息。

当 ros2-web-bridge 收到基于 JSON 的 Twist 消息（通过与 teleop 控制器 Web 应用程序的 websockets 连接）时，它会将它们本地发布到 ROS2 系统上，该系统可用于 ros2 主题 echo... 命令和任何其他要处理的 ROS 节点。

ros2网桥如何发布ROS消息？ros2-web-bridge作为websocket服务器（与客户端连接（如我们的teleop控制器）以及ROS2节点运行。

在 web-bash ROS2 终端中，如果您列出节点（不要忘记首先源 /opt/ros/eloquent/setup.bash 以激活 ROS2）：

root@id:/# ros2 node list

...您将看到 /ros2_web_bridge 节点正在运行。

---

五、 远程控制器如何与 Hadabot 的发展相吻合

Twist 消息过度概括为命令只有 2 个自由度的轮式机器人，例如汽车或差速器驱动机器人 - 它只能向前和向后移动并向左和向右旋转。汽车不能线性地向左或向右移动，也不能向上或向下飞行。出于所有实际目的，它不能像飞机或无人机那样俯仰或滚动。

正在开发的新Hadabot套件将由ROS2驱动的差速器驱动机器人。因此，如前所述，差速驱动机器人将具有2个自由度 - 能够沿Hadabot的x轴（即向前和向后）移动，以及沿其z轴左右转动。

我们计划提供示例和代码来展示自主规划和运动。但作为自主行为的垫脚石，我们需要有一种手动远程控制 Hadabot 的方法。我们将使用此远程控制器来做到这一点。

此外，我们提到新的 Hadabot 将基于 ESP32 微控制器。ros2-web-bridge服务器将帮助我们连接ROS2到ESP32，ESP<>控制物理Hadabot平台上的电气元件。

---

6.六、 结论

        要从 hadabot_main/docker 停止并清理正在运行的 Docker 容器，请执行以下操作：

$ docker-compose down -v

恭喜您启动了在 ROS2 上运行的基于 Web 的远程控制器！在这篇文章中，我们介绍了以下内容：

1. 启动基于 Web 的远程控制器，用于发布 ROS2 Twist 消息。

2. 解释了远程控制器如何与作为 Docker 容器在本地运行的 ROS2 系统配合使用。

3. 将这个远程控制器示例与正在进行的 Hadabot 开发联系起来，目标是创建一个简单、无挫折的机器人套件来构建和学习 ROS2 和机器人技术。

        像往常一样，如果您有建议，意见，或者只是想打个招呼，请不要犹豫，伸出援手 - 你好AT hadabot DOT com。

        你的好奇心被进一步激起了吗？通过上方导航栏中的保持联系按钮或下方页脚，随时了解 Hadabot 的未来发展。与其他黑客和机器人专家分享哈达机器人。