User Manual

2、TurtleBot 4 通用包

TurtleBot 4 通用包

turtlebot4存储库包含物理和模拟机器人都使用的通用包。

安装通用包

HUMBLE

Debian package

单独的软件包可以通过apt安装:

sudo apt update sudo apt install ros-humble-turtlebot4-description \ ros-humble-turtlebot4-msgs \ ros-humble-turtlebot4-navigation \ ros-humble-turtlebot4-node

Source installation

要从源代码手动安装此元包，请克隆git存储库:

cd ~/turtlebot4_ws/src git clone https://github.com/turtlebot/turtlebot4.git -b humble

安装依赖项:

cd ~/turtlebot4_ws rosdep install --from-path src -yi --rosdistro humble

生成程序包:

source /opt/ros/humble/setup.bash colcon build --symlink-install

描述

turtlebot4_description包，包含机器人的URDF描述和每个组件的网格文件。

可以使用 robot_state_publisher节点发布描述。

TB4消息

turtlebot4_msgs包包含TurtleBot 4上使用的自定义消息:

UserButton: 用户按钮状态.
UserLed: 用户主导的控件.
UserDisplay: 用户显示数据.

Navigation导航

turtlebot4_navigation软件包包含用于在TurtleBot 4上使用SLAM和导航的启动和配置文件。它还包含TurtleBot 4 Navigator Python节点。

GALACTIC
HUMBLE
启动文件:

Nav2: 启动 the Nav2 stack.
SLAM: Launches slam_toolbox with online mapping.
Localization: 在给定的地图上启动本地化。

运行 synchronous SLAM:

ros2 launch turtlebot4_navigation slam.launch.py

运行 asynchronous SLAM:

ros2 launch turtlebot4_navigation slam.launch.py sync:=false

运行 localization with an existing map:

ros2 launch turtlebot4_navigation localization.launch.py map:=/path/to/map.yaml

运行 the Nav2 stack:

ros2 launch turtlebot4_navigation nav2.launch.py

TurtleBot 4 Navigator导航器

TurtleBot 4 Navigator是一个Python节点，它为Nav2 Simple Commander添加了TurtleBot4特定的功能。它提供了一组用于导航TurtleBot 4的Python方法。这包括停靠、导航到姿势、跟随路线点等。有关示例，请访问Navigation Tutorials。

TurtleBot 4 Node

turtlebot4_node包包含用于控制机器人HMI和其他逻辑的rclcpp节点 turtlebot4_node的源代码。物理机器人和模拟机器人都使用该节点。

ROS 2 Interfaces

Publishers

Topic	Message Type	描述
hmi/display	turtlebot4_msgs/msg/UserDisplay	要显示的当前信息（仅TurtleBot 4型号）
ip	std_msgs/msg/String	Wi-Fi接口的IP地址
function_calls	std_msgs/msg/String	调用按钮或菜单函数时发布其名称

Subscribers

Topic	Message Type	描述
battery_state	sensor_msgs/msg/BatteryState	Current battery state of the Create® 3
hmi/buttons	turtlebot4_msgs/msg/UserButton	Button states of the TurtleBot 4 HMI (TurtleBot 4 model only)
hmi/display/message	std_msgs/msg/String	User topic to print custom message to display (TurtleBot 4 model only)
hmi/led	turtlebot4_msgs/msg/UserLed	User topic to control User LED 1 and 2 (TurtleBot 4 model only)
interface_buttons	irobot_create_msgs/msg/InterfaceButtons	Button states of Create® 3 buttons
joy	sensor_msgs/msg/Joy	Bluetooth controller button states
wheel_status	irobot_create_msgs/msg/WheelStatus	Wheel status reported by Create® 3

Service Clients

Service	Service Type	Description
e_stop	irobot_create_msgs/srv/EStop	Enable or disable motor stop
robot_power	irobot_create_msgs/srv/RobotPower	Power off the robot
start_motor	std_srvs/srv/Empty	Start the RPLIDAR motor
stop_motor	std_srvs/srv/Empty	Stop the RPLIDAR motor

Action Clients

Action	Action Type	Description
dock	irobot_create_msgs/action/Dock	Command the robot to dock into its charging station
wall_follow	irobot_create_msgs/action/WallFollow	Command the robot to wall follow on left or right side using bump and IR sensors
undock	irobot_create_msgs/action/Undock	Command the robot to undock from its charging station

Functions

该节点有一组静态功能，可以与按钮一起使用，也可以通过显示菜单使用。

Function name	Description
Dock	Call the dock action
Undock	Call the undock action
Wall Follow Left	Call the wall_follow action with direction FOLLOW_LEFT and a duration of 10 seconds.
Wall Follow Right	Call the wall_follow action with direction FOLLOW_RIGHT and a duration of 10 seconds.
Power	Call the robot_power service to power off the robot
EStop	Call the e_stop action to toggle the EStop state
Scroll Up	Scroll menu up (TurtleBot 4 model only)
Scroll Down	Scroll menu down (TurtleBot 4 model only)
Back	Exit message screen or return to first menu entry (TurtleBot 4 model only)
Select	Select currently highlighted menu entry (TurtleBot 4 model only)
Help	Print help statement on the display (TurtleBot 4 model only)

Configuration

此节点可以使用参数.yaml文件进行配置。默认的机器人参数可以在 here找到。

Parameters

Parameter	Parameter type	描述
wifi.interface	String	计算机正在使用的Wi-Fi接口。用于查找计算机的当前IP地址
menu.entries	List of Strings	设置要显示的菜单项
buttons	Key Value pairs	设置Create®3和HMI按钮的功能
controller	Key Value pairs	设置TurtleBot 4控制器按钮的功能

Buttons

turtlebot4_node中的 Buttons类为机器人上的所有按钮提供功能。这包括Create®3按钮、HMI按钮和TurtleBot 4控制器按钮。该节点从interface_buttons、hmi/buttons和joy主题接收按钮状态。

每个按钮可以配置为在按下时具有一个功能，或者通过短按或长按具有两个功能。这是通过 configuration完成的。

支持的按钮:

buttons:     create3_1:     create3_power:     create3_2:     hmi_1:     hmi_2:     hmi_3:     hmi_4: controller:     a:     b:     x:     y:     up:     down:     left:     right:     l1:     l2:     l3:     r1:     r2:     r3:     share:     options:     home:

Example案例

比方说，我们希望TurtleBot 4具有以下按钮功能：

短按Create®3按钮1切换EStop。
在TurtleBot 4控制器上按下Home键5秒，关闭机器人电源。
短按HMI按钮1执行左墙跟随，长按3秒执行右墙跟随。
创建一个新的yaml文件：

cd /home/ubuntu/turtlebot4_ws touch example.yaml

使用您擅长的文本编辑器，将以下内容粘贴到 example.yaml:

turtlebot4_node:   ros__parameters:     buttons:         create3_1: ["EStop"]       hmi_1: ["Wall Follow Left", "Wall Follow Right", "3000"]     controller:       home: ["Power", "5000"]

使用您的新配置启动机器人:

ros2 launch turtlebot4_bringup standard.launch.py param_file:=/home/ubuntu/turtlebot4_ws/example.yaml

按钮现在应该按照 example.yaml中的描述进行操作。

LEDs

turtlebot4_node中的Leds类控制TurtleBot 4上HMI LED的状态。它不用于TurtleBot 4 Lite。

Status LEDs

状态指示灯由 turtlebot4_node控制。

LED	Colour	Description
POWER	Green	通电后始终亮
MOTOR	Green	启用车轮时为ON，禁用车轮时为OFF
COMMS	Green	当与Create®3的通信处于活动状态时开启。否则关闭
WIFI	Green	当可以为指定的Wi-Fi接口找到有效的IP地址时打开
BATTERY	Green, Yellow, Red	颜色将反映电量百分比

Battery LED 状态

电量百分比	Colour
50-100	绿色
20-50	黄色
12-20	红色
0-12	红灯闪烁

User LEDs

用户指示灯可以通过发布到带有 UserLed消息的 hmi/led主题来设置

LED	Colour	Description
USER_1	绿色	User Controlled用户控制
USER_2	绿色, 黄色, 红色	User Controlled用户控制

Examples

将 USER_1设置为纯绿色:

ros2 topic pub /hmi/led turtlebot4_msgs/msg/UserLed "led: 0 color: 1 blink_period: 1000 duty_cycle: 1.0" --once

Set USER_1 OFF:

ros2 topic pub /hmi/led turtlebot4_msgs/msg/UserLed "led: 0 color: 0 blink_period: 1000 duty_cycle: 1.0" --once

以50%的占空比在1Hz时闪烁 USER_2红色:

ros2 topic pub /hmi/led turtlebot4_msgs/msg/UserLed "led: 1 color: 2 blink_period: 1000 duty_cycle: 0.5" --once

User 2 Red Blink — User 2: Red, 1hz, 50%

Display

turtlebot4_node的 Display类控制TurtleBot 4的HMI显示。物理显示器是128x64 OLED，通过SSD1306驱动器通过I2C进行控制。

显示屏有一个标题行，其中包含configuration中指定的Wi-Fi接口的IP地址，以及在/beatry_state主题上接收到的电池百分比。显示屏上还有5条附加行，默认情况下用于菜单。菜单项在configuration中指定，是一组可用功能。通过用字符串消息发布到/hmi/deisplay/message，可以覆盖这5个菜单行。

TurtleBot 4显示屏有一个简单的滚动菜单。菜单有4种控制功能：向上滚动、向下滚动、选择和返回。

向上和向下滚动允许用户浏览菜单条目，并且默认情况下分别映射到用户按钮3和4。
选择功能将调用当前选择的菜单项。这可以触发诸如对接之类的操作、诸如EStop之类的服务，或者显示诸如帮助消息之类的消息。默认情况下，此功能映射到用户按钮1。
返回功能允许用户从消息屏幕返回到菜单。如果菜单已经显示了菜单项，它将返回显示前5个菜单项，并且第一个菜单项将高亮显示。

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