📝 Week 3：Python 编程与机器人控制入门

实验内容

本周完成了以下任务：

  1. 复习 Python 基础知识（数据类型、函数与面向对象类）

  2. 学习 ROS2 Python 客户端库 rclpy 的基本结构

  3. 编写第一个 ROS2 节点，发布 geometry_msgs/Twist 消息控制机器人运动

  4. 探索 PyBullet 物理仿真引擎，实现对差速小车和 Panda 机械臂的控制

实验截图

ROS2 节点运行成功

ROS2 Python 节点成功发布控制指令

PyBullet 机器人仿真

PyBullet 差速小车仿真运行

turtlesim 控制

turtlesim 话题通信验证

仿真结果

机器人运动控制仿真结果

运行命令

Bash

创建并运行一个简单的 Python 节点

python3 my_first_node.py

运行控制小乌龟直行的节点

ros2 run my_package straight_mover

在 PyBullet 中启动差速小车模拟

python3 simple_car_sim.py

遇到的问题

  1. 问题：在编写 ROS2 节点时发现无法直接调用 rclpy 解决：确保在 Python 类中正确继承了 Node 类，并调用了 super().init(‘node_name’)

2.问题：PyBullet 环境下小车运动不符合预期 解决：检查 applyExternalForce 或 setJointMotorControl2 的参数设置，确保物理参数（如质量、摩擦力）设置正确

学习心得

通过本周学习，我掌握了如何将 Python 的面向对象编程思想应用到 ROS2 节点开发中。我深刻理解了 ROS2 节点本质上就是一个类，通过实例化该类并利用 rclpy.spin() 保持运行，可以实现稳定的消息发布与控制逻辑。此外，PyBullet 这种轻量级仿真工具为快速验证算法提供了极大便利。

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遇到的问题与解决

问题 原因 解决方案
turtlesim 窗口闪烁 WSL2 GUI 渲染不稳定 使用 WSLg 或安装 X Server 解决
话题消息格式错误 Twist 消息的 JSON 格式不正确 严格按 {linear: {x: 2.0}, angular: {z: 1.8}} 格式发布

总结与反思

通过本周实验掌握了 ROS2 话题通信的基本模式。发布 Twist 消息控制乌龟运动是后续所有机器人控制的基础。

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