从Simulink生成一个独立的ROS节点
本示例向您展示如何从Simulink®模型生成和构建一个独立的ROS节点。
简介
在本例中，您将配置一个模型来为独立ROS节点生成c++代码。然后在Ubuntu®Linux®系统上构建并运行ROS节点。
先决条件
这个例子需要Simulink Coder™。
要构建和运行生成的c++代码，必须安装一个带有ROS和SSH服务器的Ubuntu Linux系统。您可以使用自己的Ubuntu ROS系统，也可以使用用于Robotics system Toolbox™示例的Linux虚拟机(参见开始凉亭和模拟乌龟机器人指令)。
检查基于ros的机器人反馈控制的例子。
为代码生成配置模型
配置一个模型，为独立的ROS节点生成c++代码。该模型是本文中介绍的比例控制器基于ros的机器人反馈控制的例子。
开放
RobotController.slx．单击链接或运行RobotController在命令窗口。在准备下节ROS选项卡上,单击硬件设置打开硬件实现窗格的配置参数对话框。的硬件板设置节包含特定于生成的ROS包的设置，例如要包含在
package.xml文件。改变维护人员的名字来ROS示例用户．该模型使用可变大小的数组。如果安装了Embedded Coder™，则必须为可变大小的信号启用代码生成。检查适应信号下代码生成>接口>软件环境．如果适应信号选项不可见，检查选项，使用嵌入式编码器特性在硬件实现>高级参数
．在解算器窗格的配置参数对话框，确保求解器类型设置为固定步，并设置固定的大小来
0.05．在生成的代码中，固定步长大小定义了实际的时间步长，以秒为单位，用于模型更新循环(参见执行从模型生成的代码(仿真软件编码器))．它可以更小(例如0.001或0.0001)，但对于目前的目的，0.05就足够了。
配置与ROS设备对接
一个ROS设备是任何安装了ROS并能够构建和运行ROS节点的Linux系统。如果您有Simulink Coder，您可以为一个独立的ROS节点生成代码。如果您的系统连接到ROS设备，Simulink还可以将生成的代码传输到ROS设备，构建可执行文件，并运行生成的ROS节点(这称为“部署”ROS节点)。
在此任务中，您将决定是为ROS节点生成代码，还是在ROS设备上构建并运行代码。如果连接到ROS设备，则可以配置Simulink将其用作ROS节点的部署目标。
下建模选项卡上,单击模型设置．
在硬件实现窗格的配置参数对话框，选择一个建立行动下硬件板设置>目标硬件资源>组>构建选项．所选的构建操作将影响在构建模型时Simulink的行为。没有一个(默认设置)仅为ROS节点生成代码，而不会在外部ROS设备上构建它。构建和加载生成代码，将其传输到外部设备并构建ROS节点可执行文件。如果您选择构建并运行，生成的节点可执行文件将在构建结束时自动启动。
设置建立行动来构建并运行。
配置到外部ROS设备的连接。下ROSTab，从部署到下拉,点击管理远端设备．这将打开连接ROS设备对话框。在这个对话框中，您可以输入Simulink部署ROS节点所需的所有信息。这包括ROS设备的IP地址或主机名、登录凭据和Catkin工作区。改变柔荑花序工作区来
~ / catkin_ws_test．
ROS文件夹是ROS设备上ROS安装的位置。如果您没有指定此文件夹，设置测试(请参阅下一步)将尝试为您确定正确的文件夹。
如果ROS设备已打开并可从计算机访问，则可以通过单击来验证连接设置测试．该测试验证每个设备设置，并在发现问题时在Simulink诊断查看器中显示警告和错误。如果可能的话，测试还建议如何解决问题。点击测试现在。
最有可能的是Catkin工作区
~ / catkin_ws_test目标设备上不存在。测试检测到这个问题，并建议创建文件夹并初始化工作空间。点击修复自动应用此操作。几秒钟后，您应该看到一个绿色通知，说明文件夹已成功创建。在下图中，您可以看到成功创建文件夹的示例。要验证Catkin工作区现在可用，请单击测试再次在连接设置对话框中。警告已经消失，Catkin工作区已经准备好构建ROS节点。
更改设备连接设置并测试它们，直到没有其他警告或错误显示为止。如果自动修复您的设置是可能的，Simulink建议通过显示修复按钮。设置好之后，单击好吧在连接设置对话框中保存设置。
连接设置不是特定于单个模型，而是适用于Simulink中的所有ROS模型。
生成c++ ROS节点
为独立ROS节点生成代码，并在ROS设备上自动传输、构建和运行它。使用在ROS设备上运行的ROS主机运行生成的ROS节点。
1.在MATLAB®中，将当前文件夹更改为具有写权限的临时位置。
2.代码生成过程首先为模拟准备模型，以确保所有块都已正确初始化。此准备需要到ROS主服务器的有效连接。
在MATLAB中，你可以使用rosdevice对象在ROS设备上启动一个ROS master。如果你不提供论据，rosdevice使用您在Simulink对话框中输入的设备连接设置连接到ROS设备。
d = rosdevice runCore(d);
3.使用rosinit将MATLAB连接到ROS设备上运行的ROS master:
rosinit (d.DeviceAddress)
4.告诉Simulink使用与MATLAB相同的ROS连接设置。下模拟选项卡,在准备部分中,选择ROS网络．设置ROS Master (ROS 1)和Node Host网络地址为默认的．
每个MATLAB会话只需执行一次步骤2 - 4，而不是每次生成ROS节点时都执行。
5.下ROS选项卡上,单击部署>构建并运行．如果您得到有关总线类型不匹配的任何错误，请关闭模型，清除基本MATLAB工作空间中的所有变量，并重新打开模型。
点击视图诊断链接在模型工具栏底部，以查看构建过程的输出。
6.代码生成完成后，ROS节点被传输到ROS设备上的Catkin工作空间。节点在那里构建，并开始以基于模型的采样时间的同步方式自动运行。
生成的节点连接到ROS设备上运行的ROS主机。
7.使用rosnode列出所有运行节点的是ROS网络。“robotcontroller”应该出现在显示的节点列表中。
rosnode列表
你可以使用rostopic验证部署节点在ROS主题上发布数据来控制机器人运动:
rostopic信息/ mobile_base /命令/速度
运行并验证ROS节点
运行新构建的ROS节点，并使用基于matlab的机器人模拟器验证其行为。
1.在MATLAB中，输入ExampleHelperSimulinkRobotROS启动机器人模拟器。模拟器自动连接到ROS设备上运行的ROS主机。如果要连接到基于gazebo的机器人模拟，请参见从Simulink®连接到一个支持ros的机器人．
sim = ExampleHelperSimulinkRobotROS
2.验证模拟机器人向目标移动期望的职位模型中指定的常量)。机器人一旦到达目标[- 10,10]就会停止。
3.点击重置模拟重置机器人的位置为[0,0]。机器人立即开始向目标位置移动。
4.在MATLAB中，您可以管理由Simulink生成的ROS节点rosdevice对象。一旦部署了Simulink模型，您就可以使用rosdevice在任何时候运行和停止节点，而不必在Simulink中重新构建它。
的AvailableNodes属性显示已部署的机器人控制器节点。方法来验证节点是否正在运行isNodeRunning函数。
D = rosdevice
isNodeRunning (d,“robotcontroller”）
5.停止ROS节点运行。
stopNode (d,“robotcontroller”) isNodeRunning (d,“robotcontroller”）
6.单击重置模拟按钮。机器人停留在位置[0,0]，不移动。
现在重新启动节点。
runNode (d,“robotcontroller”）
机器人应该再次开始向目标位置移动。
7.一旦您完成了验证，您就可以清理系统状态，如下所示。
停止目标设备上运行的节点
stopNode (d,“robotcontroller”）
在主机上，关闭机器人模拟器图窗口和类型
rosshutdown在MATLAB命令行。
rosshutdown
高级主题和故障处理
在Simulink中指定ROS网络设置:默认情况下，Simulink使用来自的ROS连接设置rosinit在MATLAB。若要覆盖这些设置，请在Simulink中指定ROS连接设置。下模拟选项卡,在准备部分中,选择ROS网络并设置ROS Master和Node Host网络地址:
指定外部ROS包作为依赖项:要将外部ROS包指定为生成的ROS节点的依赖项，请指定适当的工具链选项。在“配置参数”中代码生成>工具链设置，指定构建配置作为指定从下拉菜单中。然后，可以指定所需的包，包括目录，链接库，库路径而且定义了基于您希望与生成的ROS节点集成的外部ROS包。
生成c++代码存档例如:无论如何建立行动你选择(None，构建并加载，构建并运行)，Simulink总是在你的当前文件夹中生成两个文件:一个包含c++源代码的归档文件(RobotController. exe)。tgz)和一个shell脚本，用于手动提取和构建c++代码(build_ros_model.sh)。如果MATLAB计算机没有连接到ROS设备，则可以手动传输文件并在那里构建它们。
特定于处理器生成的代码:如果使用来自其他产品(例如Computer Vision S2022世界杯八强谁会赢？ystem Toolbox™)的代码块，生成的代码可能包括特定于处理器的优化，这会导致在Linux上构建ROS节点时出现编译问题。在这些情况下，您需要让Simulink知道生成的代码是在哪个平台上编译的。你可以通过硬件实现窗格的模型配置参数对话框。
在MATLAB中运行ROS Master:在上面的例子中，您连接到ROS设备上运行的ROS主机。或者，您也可以在MATLAB中创建ROS master。使用rosinit在MATLAB命令行:
rosinit (“NodeHost”， <您计算机的IP地址>)
例如，主机的IP地址为172.18.250.92，则执行如下命令:
rosinit (“NodeHost”，“172.18.250.92”）
的NodeHost设置是非常重要的，以确保生成的ROS节点能够与MATLAB上的主机通信。请注意:生成的ROS节点将使用NodeHostIP地址用于在MATLAB中与全局ROS节点通信，因此确保指定的IP地址可以从ROS设备访问(例如使用平)．看到连接到ROS网络的意义的详细示例NodeHost设置。
任务模式: Simulink可以为多任务或单任务模式生成代码(参见基于时间的调度和代码生成(仿真软件编码器))．默认情况下，生成的ROS代码使用单任务模式(单个线程处理所有速率)，不进行实时调度。这允许生成的ROS代码执行sudo特权，但可能导致不可预测的性能。
如果您需要更可预测的性能，您可以将模型配置为使用多任务处理。在解算器在“配置参数”对话框的窗格中启用将每个离散速率视为单独的任务启用多任务。在生成的代码中，这将为模型中的每个速率创建一个单独的线程，并为线程使用优先级调度。
要运行ROS节点，您需要在ROS设备上拥有管理权限。当模型部署到目标设备时，Simulink会自动检测您的权限是否不足。
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