MatLab有非常便捷的視覺化程式設計，我們可以藉助Matlab來製作一些小的視覺化工具，我們在之前的部落格中，使用rviz的外掛功能實現過一個速度控制的小工具，今天就來探索研究如何用Matlab來實現類似的工具。

本文使用的完整程式碼可見：github

一、瞭解Matlab的視覺化程式設計

Matlab的視覺化程式設計非常簡單，首先在命令視窗中輸入“guide”命令來啟動視覺化程式設計:

然後選擇預設的空視窗，點選“OK”，然後會出現如下的視覺化編輯介面：

在這個介面中，我們可以從左邊的控制元件列表中選擇建立按鈕、編輯框等控制元件：

建立控制元件後就可以編輯該控制元件的回撥函式，從而實現該控制元件的對應功能。

二、建立介面

瞭解了上邊建立控制元件的基礎知識，我們接下來就來動手做一個速度控制的介面。

首先從左側控制元件列表中選擇一個“Edit Text”控制元件，然後在主視窗中點選並拖動滑鼠來繪製控制元件的位置。

現在控制元件的命名和預設內容不是我們想要的，雙擊控制元件，可以修改相應的屬性。

這個輸入控制元件是用來輸入ROS_MASTER_URI的，同樣的方法，我們再來建立一個輸入框，用來輸入topic name：

接下來，我們需要建立一些按鍵，並且編輯按鍵的屬性，最終的介面如下：

三、編輯控制元件回撥函式

介面我們已經設計完成了，接下來我們來編輯每個控制元件的功能，即回撥函式。儲存目前設計的介面，命名為myTeleop，在儲存路徑下，我們可以看到出現了一個.fig檔案和一個.m檔案，前者是介面設計，上一節已經實現，後者是這一節將要編輯的程式碼檔案。在上一篇中我們已經講到了Matlab中可用的一些ROS介面，這裡的核心程式碼基本還上一篇類似，忘記的同學可以參考上一篇。

1.設計全域性變數

考慮到該工具所應用的一些功能，我們首先在程式碼宣告一些全域性變數，方便不同回撥函式的使用。

1. % 宣告一些全域性變數

2. % ROS Master URI和Topic name

3. global rosMasterUri

4. global teleopTopicName

5. rosMasterUri = 'http://192.168.1.202:11311';

6. teleopTopicName = '/cmd_vel';

7. % 機器人的執行速度

8. global leftVelocity

9. global rightVelocity
    
   

10. global forwardVelocity

11. global backwardVelocity

12. leftVelocity = 2;        % 角速度 (rad/s)

13. rightVelocity = -2;      % 角速度 (rad/s)

14. forwardVelocity = 2;     % 線速度 (m/s)

15. backwardVelocity = -2;   % 線速度 (m/s)

2.URI輸入框和Topic name輸入框

兩個輸入分別對應ROS_MASTER_URI和Topic name，在輸入之後，我們需要將輸入的字串儲存到全域性變數當中，所對應的回撥函式如下：

1. % 設定ROS Master URI

2. function URIEdit_Callback(hObject, eventdata, handles)

3. global rosMasterUri

4. rosMasterUri = get(hObject,'String')

5. % 設定Topic name

6. function TopicEdit_Callback(hObject, eventdata, handles)

7. global teleopTopicName

8. teleopTopicName = get(hObject,'String')

3.建立連線和斷開連線的按鍵

建立連線的按鍵在點選之後需要初始化Matlab中的ros環境，並且和ROS master建立連線，還需要初始化速度指令的釋出者。

斷開連線的按鍵在點選之後關閉Matlab中的ROS即可。

1. % 建立連線並初始化ROS publisher

2. function ConnectButton_Callback(hObject, eventdata, handles)

3. global rosMasterUri

4. global teleopTopicName

5. global robot

6. global velmsg

7. setenv('ROS_MASTER_URI',rosMasterUri)

8. rosinit

9. robot = rospublisher(teleopTopicName,'geometry_msgs/Twist');

10. velmsg = rosmessage(robot);

11. % 斷開連線，關閉ROS

12. function DisconnectButton_Callback(hObject, eventdata, handles)

13. rosshutdown

4.運動控制按鍵

最後是四個控制前後左右的按鍵，按下對應的按鍵，就會發布相應的運動指令。

1. % 向前

2. function ForwardButton_Callback(hObject, eventdata, handles)

3. global velmsg

4. global robot

5. global teleopTopicName

6. global forwardVelocity

7. velmsg.Angular.Z = 0;

8. velmsg.Linear.X = forwardVelocity;

9. send(robot,velmsg);

10. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);

11. %向左

12. function LeftButton_Callback(hObject, eventdata, handles)

13. global velmsg

14. global robot

15. global teleopTopicName

16. global leftVelocity

17. velmsg.Angular.Z = leftVelocity;

18. velmsg.Linear.X = 0;

19. send(robot,velmsg);

20. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);

21. % 向右

22. function RightButton_Callback(hObject, eventdata, handles)

23. global velmsg

24. global robot

25. global teleopTopicName

26. global rightVelocity

27. velmsg.Angular.Z = rightVelocity;

28. velmsg.Linear.X = 0;

29. send(robot,velmsg);

30. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);

31. % 向後

32. function BackwardButton_Callback(hObject, eventdata, handles)

33. global velmsg

34. global robot

35. global teleopTopicName

36. global backwardVelocity

37. velmsg.Angular.Z = 0;

38. velmsg.Linear.X = backwardVelocity;

39. send(robot,velmsg);

40. latchpub = rospublisher(teleopTopicName, 'IsLatching', true);

四、執行效果

OK，到此為止，我們已經在Matlab中實現了速度控制外掛的介面和程式碼，接下來就可以執行看效果了。

這裡以小海龜的模擬作為控制物件，在ubuntu中執行ROS，並且檢視ROS_MASTER_URI，然後執行小海龜模擬器。

然後在matlab中執行我們剛才實現的速度控制工具，並且在輸入框中輸入對應的資訊。

接著點選“建立連線”，如果一切正常的話，可以在Matlab的命令視窗中看到如下資訊：

這樣就可以開始控制了，我們點選前、後、左、右的按鍵（點選之後要放開滑鼠），可以看到小海龜確實可以按照我們的指令運動。

這樣，我們就使用Matlab的視覺化程式設計介面實現了一個ROS速度控制的小工具，更多功能和應用還等待我們繼續探索。