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用Ros1使用C++编程实现turtlesim中的小海龟按随机顺序行走完成这四步,即直行0.3m、左转后再直行0.3m、右转直行0.3m、画直径为0.2m的半圆,完成这四个步骤指令后,然后再按原轨迹的返回。,写出代码及注释

下面是使用ROS1和C++编程实现turtlesim中小海龟按随机顺序行走的示例代码,完成直行、左转、右转和画半圆的指令,并最后返回原轨迹。

#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <turtlesim/Spawn.h>

#define PI 3.14159265359

// 全局变量
ros::Publisher velocity_publisher;

// 发布速度消息函数
void move(double speed, double distance, bool isForward)
{
    geometry_msgs::Twist vel_msg;
    // 确定方向
    if (isForward)
        vel_msg.linear.x = abs(speed);
    else
        vel_msg.linear.x = -abs(speed);

    vel_msg.linear.y = 0;
    vel_msg.linear.z = 0;
    vel_msg.angular.x = 0;
    vel_msg.angular.y = 0;
    vel_msg.angular.z = 0;

    double t0 = ros::Time::now().toSec();
    double current_distance = 0;

    ros::Rate loop_rate(10);
    
    // 循环发布速度消息,直到达到目标距离
    do {
        velocity_publisher.publish(vel_msg);
        double t1 = ros::Time::now().toSec();
        current_distance = speed * (t1 - t0);
        ros::spinOnce();
        loop_rate.sleep();
     } while (current_distance < distance);

     // 停止小海龟移动
     vel_msg.linear.x = 0;
     velocity_publisher.publish(vel_msg);
}

// 左转弧度函数
void rotate(double angular_speed, double relative_angle, bool clockwise)
{
    geometry_msgs::Twist vel_msg;
    // 确定方向
    if (clockwise)
        vel_msg.angular.z = -abs(angular_speed);
    else
        vel_msg.angular.z = abs(angular_speed);

    vel_msg.linear.x = 0;
    vel_msg.linear.y = 0;
    vel_msg.linear.z = 0;
    vel_msg.angular.x = 0;
    vel_msg.angular.y = 0;

    double current_angle = 0.0;
    double t0 = ros::Time::now().toSec();

    ros::Rate loop_rate(10);

   // 循环发布速度消息,直到达到目标角度
   do {
       velocity_publisher.publish(vel_msg);
       double t1 = ros::Time::now().toSec();
       current_angle = angular_speed * (t1 - t0);
       ros::spinOnce();
       loop_rate.sleep();
   } while (current_angle < relative_angle);

   // 停止小海龟旋转
   vel_msg.angular.z = 0;
   velocity_publisher.publish(vel_msg);
}

// 主函数
int main(int argc, char** argv)
{
     // 初始化ROS节点
     ros::init(argc, argv, "turtle_movement");
     ros::NodeHandle n;

     // 创建Publisher发布速度消息到小海龟的话题上
     velocity_publisher = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 100);

     // 设置随机种子
     srand(time(0));

     // 在初始位置生成小海龟
     ros::service::waitForService("spawn");
     ros::ServiceClient spawnClient =
         n.serviceClient<turtlesim::Spawn>("spawn");
     turtlesim::Spawn srv;
     srv.request.x = 5.54;
     srv.request.y = 5.54;
     srv.request.theta = 0;
     spawnClient.call(srv);

     // 执行四个指令
     move(2.0, 0.3, true); // 直行 0.3m
     rotate(1.0, PI/2, false); // 左转 PI/2 弧度
     move(2.0, 0.3, true); // 直行 0.3m
     rotate(1.0, -PI/2, true); // 右转 PI/2 弧度

    // 绘制半圆
    double radius = 0.1; // 半径为 0.1m,直径为 0.2m
    double angle = 180 * (PI / 180); // 转换角度为弧度

    int num_points = static_cast<int>(radius * abs(angle));
    double angular_speed = abs(2 * PI / num_points);
  
    for(int i=0; i<num_points; ++i)
    {
        move(2 * radius * angular_speed, angular_speed, true);
        rotate(angular_speed, angular_speed, false);
    }

    // 返回原轨迹
    move(2.0, 1.36, false); 

    return 0;
}

以上是一个使用ROS和C++编程实现turtlesim中小海龟按照指定顺序行走的示例代码。请确保已正确安装ROS和相应的依赖库,并将代码保存到适当的文件中进行编译和运行。


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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