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在ros1环境下使用C++编程实现turtlesim中同时生成两只小海龟,小海龟1先运动,生成画长轴为0.2m,短轴为0.1m的椭圆,画完后暂停,小海龟2在小海龟1运动2s后运动,小海龟2路径跟随小海龟1,当距离小于0.1m后就绕着小海龟1旋转,写出代码及注释

下面是使用C++在ROS1环境下实现以上功能的代码和注释:

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

// 全局变量
bool first_turtle_reached = false;  // 判断小海龟1是否到达终点

// 小海龟1回调函数,当小海龟1运动结束时设置标志位为true
void turtle1Callback(const turtlesim::PoseConstPtr& pose)
{
    if (!first_turtle_reached && std::fabs(pose->x - 5.54) <= 0.01 && std::fabs(pose->y - 5.54) <= 0.01)
    {
        first_turtle_reached = true;
        ROS_INFO("Turtle 1 reached the destination.");
    }
}

int main(int argc, char** argv)
{
    ros::init(argc, argv, "turtle_controller");
    ros::NodeHandle nh;

    // 创建两只小海龟
    ros::ServiceClient spawn_client = nh.serviceClient<turtlesim::Spawn>("/spawn");
    turtlesim::Spawn spawn_srv;
    spawn_srv.request.x = 2.0;
    spawn_srv.request.y = 2.0;
    spawn_srv.request.theta = M_PI/4; // 设置初始角度为45度
    spawn_srv.request.name = "turtle2";
  
  	// 调用服务生成小海龟2
	if (spawn_client.call(spawn_srv))
	{
	    ROS_INFO("Turtle 2 spawned successfully.");
	}
	else
	{
	    ROS_ERROR("Failed to spawn turtle 2.");
	    return 1;
	}
    
    // 创建发布器和订阅器
    ros::Publisher turtle1_pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);
    ros::Publisher turtle2_pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle2/cmd_vel", 10);
    ros::Subscriber turtle1_sub = nh.subscribe("/turtle1/pose", 10, turtle1Callback);

    // 设置速度消息
    geometry_msgs::Twist vel_msg;

    // 小海龟1画椭圆
    while (ros::ok())
    {
        if (!first_turtle_reached)
        {
            vel_msg.linear.x = 0.2; // 线速度为0.2m/s,使小海龟前进
            vel_msg.angular.z = 0.4; // 角速度为0.4rad/s,使小海龟转弯
            turtle1_pub.publish(vel_msg);
        }
        else
        {
            vel_msg.linear.x = 0.0; // 当小海龟1到达终点后停止运动
            vel_msg.angular.z = 0.0;
            turtle1_pub.publish(vel_msg);
            break;
        }
        
        ros::spinOnce();
        ros::Duration(0.01).sleep();
    }

  	// 等待2秒后启动小海龟2的运动
  	ros::Duration(2.0).sleep();

  	// 小海龟2跟随小海龟1并进行旋转操作
  	while (ros::ok())
  	{
      	// 获取小海龟当前位置信息
      	turtlesim::PoseConstPtr turtle1_pose = ros::topic::waitForMessage<turtlesim::Pose>("/turtle1/pose", nh);
      	turtlesim::PoseConstPtr turtle2_pose = ros::topic::waitForMessage<turtlesim::Pose>("/turtle2/pose", nh);

      	// 计算小海龟1和小海龟2之间的距离
      	float distance = std::sqrt(std::pow(turtle1_pose->x - turtle2_pose->x, 2) + std::pow(turtle1_pose->y - turtle2_pose->y, 2));

      	if (distance < 0.1)
      	{
          	vel_msg.linear.x = 0.0; // 距离小于0.1m时停止线性运动
          	vel_msg.angular.z = 1.0; // 开始旋转操作,角速度为1rad/s
          	turtle2_pub.publish(vel_msg);
      	}
      	else
      	{
          	// 小海龟2跟随小海龟1进行线性运动
          	vel_msg.linear.x = 0.3;
          	vel_msg.angular.z = 0.0;
          	turtle2_pub.publish(vel_msg);
        }

        ros::spinOnce();
        ros::Duration(0.01).sleep();
    }

    return 0;
}

这段代码中,使用了ROS的消息传输机制和服务调用机制来实现对两只小海龟的控制。首先通过服务调用生成第二只小海龟,然后分别创建发布器和订阅器来发布速度指令和订阅小海龟1的位置信息。在主循环中,控制小海龟1画椭圆直到达到目标点后停止运动。然后经过2秒延时后,小海龟2开始跟随小海龟1运动,并根据与小海龟1之间的距离进行旋转操作或线性运动。

请注意,在使用该代码之前,确保已经正确安装了ROS和相应的依赖包,并且在启动ROS环境之后运行该程序。


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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