2. Roboti liikumine

Oleme juba päris palju ROSis robotit liigutanud. Kuidas see tegelikult toimib?

Igal ROSi toega robotil on miski, mille nimi on ROSi draiver. Mobiilsel robotil, näiteks robotondil, on draiveriks sõlm, mis tellib üht olulist rubriiki: cmd_vel. Selles rubriigis kuulutatud sõnumid sisaldavad infot selle kohta, kuidas me soovime robotit liigutada. Draiverisõlm võtab need sõnumid ja teisendab need sobivateks kiirusteks kõigi mootorite jaoks, pannes roboti liikuma just selle kiirusega ja selles suunas, nagu oli kirjeldatud cmd_vel rubriigist saadud sõnumis.

Seega kui soovime programmeerida roboti kindlat moodi liikuma, siis tuleb meil luua sõlm, mis kuulutab sõnumeid rubriigis cmd_vel. Selleks on vaja teada, kuidas cmd_vel rubriigi sõnumid välja näevad.

Rubriigi cmd_vel sõnumitel on kindel struktuur ehk tüüp nimega Twist. Twist kuulub kategooriasse nimega geometry_msgs ja sisaldab kaht vektorit, millest kummaski on kolm reaalarvu. Esimesed kolm moodustavad vektori nimega linear ja kirjeldavad lineaarset liikumist kolmemõõtmelise ruumi kolmes suunas. Teised kolm moodustavad vektori nimega angular ja kirjeldavad roboti pöördliikumist ümber nendesamade kolme telje.

Täpsemini: vaatame meie robotit. Robotont suudab liikuda edasi ja tagasi ning end kohapeal pöörata. Oma rataste tõttu suudab ta aga ka liikuda külgsuunas. ROSis on roboti liikumise koordinaatsüsteemi x-telg suunatud ettepoole, y-telg vasakule ja z-telg üles. Twist-tüüpi sõnumis tähistab esimene kolmest arvust koosnev vektor kiiruseid (ühikuks m/s) nendes kolmes teljes. Selle vektori nimi on linear.

Twist-sõnumid on mõeldud olema universaalsed, et neid saaks kasutada iga roboti jaoks: ka nende jaoks, mis saavad liikuda üles ja alla, s.t. mööda z-telge. Meie robot seda teha ei suuda.

See-eest suudab ta end selle ümber pöörata. Siin tuleb mängu teine vektor, nimega angular. Sarnaselt sisaldab see kolme arvu, mis vastavad nüüd nurkkiirustele vastavate telgede ümber: x-telg, y-telg ja z-telg (ühikuks radiaan sekundis ehk rad/s). Meie robot suudab pöörelda ainult ümber z-telje.

Ühesõnaga, et robotit kindlal viisil liikuma saada, on meil vaja luua sobiv Twist-tüüpi sõnum ja see cmd_vel rubriiki kuulutada. Robotondi jaoks on Twist-sõnumis olulised linear.x, linear.y ja angular.z komponendid.

Kuidas me enne robotit liigutasime?

Varasemalt robotondi juhtimiseks kasutatud teleop_twist_keyboard.py sõlm pani roboti või selle simulatsiooni liikuma täpselt samal põhimõttel. Antud sõlm kuulutas rubriigis cmd_vel Twist-tüüpi sõnumeid, nii et iga sõnumi linear.x, linear.y ja angular.z komponentite arvväärtused muutusid vastavalt arvuti klaviatuuril vajutatud klahvidele.