# Basic ROS 2 Commands (คำสั่งพื้นฐาน ROS 2)

หลังจากที่เราได้ติดตั้งระบบเรียบร้อยแล้ว ในบทนี้เราจะมาเรียนรู้คำสั่งพื้นฐานในการควบคุมหุ่นยนต์ผ่าน **Command Line Interface (CLI)**

เพื่อให้เห็นภาพการทำงานจริงโดยไม่ต้องเสี่ยงกับหุ่นยนต์ราคาแพง เราจะใช้ **Turtlesim** (โปรแกรมจำลองหุ่นยนต์เต่า) ซึ่งเป็น "Hello World" ของโลก ROS มาเป็นตัวเดินเรื่องในการเรียนรู้ครั้งนี้

## Turtlesim (เริ่มต้นกับเต่าน้อย)

**Turtlesim** คือแพ็กเกจจำลองหุ่นยนต์ 2 มิติที่แถมมากับ ROS 2 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเรียนรู้เรื่อง Node และ Topic เพราะมีความเรียบง่ายและเห็นผลลัพธ์ทันที

### Installation (การติดตั้ง)

ตรวจสอบว่าติดตั้งแพ็กเกจแล้วหรือยัง (ปกติจะมาพร้อม `ros-jazzy-desktop`) หากยังไม่มีให้ติดตั้งด้วยคำสั่ง:

```{code-block} console
$ sudo apt update
$ sudo apt install ros-jazzy-turtlesim
```

### Starting Nodes (การเริ่มใช้งาน)

เราต้องเปิด **Terminal** ขึ้นมา 2 หน้าต่าง เพื่อรันโปรแกรม 2 ส่วนแยกกัน

1.  **Terminal 1: เปิดตัวจำลอง (Simulator)**
    คำสั่งนี้จะเรียกหน้าต่างกราฟิกที่มีเต่าสีเขียวตรงกลาง
    ```{code-block} console
    $ ros2 run turtlesim turtlesim_node
    ```

    ```{image} images/c5/5.1.2.1.png
    :width: 80%
    :align: center

    ```

2.  **Terminal 2: เปิดตัวควบคุม (Teleoperation)**
    คำสั่งนี้จะรับค่าจากคีย์บอร์ดเพื่อส่งไปบังคับเต่า
    ```{code-block} console
    $ ros2 run turtlesim turtle_teleop_key
    ```

    ```{image} images/c5/5.1.2.2.png
    :width: 80%
    :align: center

    ```

**วิธีเล่น:** คลิกที่หน้าต่าง **Terminal 2** (ตัวควบคุม) แล้วลองกดปุ่มลูกศร เพื่อบังคับเต่าเดิน หากเต่าเดินชนขอบกำแพง จะมีข้อความแจ้งเตือน (Warning) ขึ้นมาที่หน้าจอ Log

:::{note}
**คำสั่ง `ros2 run` คืออะไร?**

ใช้สำหรับสั่งรันโปรแกรม (Executable) ที่อยู่ในแพ็กเกจของ ROS 2

**รูปแบบคำสั่ง:**
`ros2 run <package_name> <executable_name>`

* **Package Name:** ชื่อกล่องเก็บโค้ด (เช่น `turtlesim`)
* **Executable Name:** ชื่อไฟล์โปรแกรมที่ต้องการรัน (เช่น `turtlesim_node`)
:::

## ROS 2 Nodes (โหนดและการทำงาน)

ในระบบ ROS 2 โปรแกรมแต่ละตัวที่ทำงานอยู่จะเรียกว่า **Node** ลองตรวจสอบดูว่าตอนนี้มี Node อะไรทำงานอยู่บ้าง

### Checking Active Nodes

เปิด Terminal ช่องใหม่ (ช่องที่ 3) แล้วพิมพ์คำสั่ง:

```{code-block} console
$ ros2 node list
```

```{image} images/c5/5.2.png
:width: 80%
:align: center

```

**ผลลัพธ์ที่ได้:**
* `/turtlesim`: คือหน้าต่างกราฟิกรูปเต่า
* `/teleop_turtle`: คือโปรแกรมรับค่าคีย์บอร์ด

```{note}
**System Nodes:** ท่านอาจไม่เห็น Node ชื่อ `/rosout` หรือ `/parameter_events` ในรายการปกติ เพราะ ROS 2 ซ่อนไว้ แต่พวกมันทำงานอยู่เบื้องหลังเสมอ
* **/rosout:** ทำหน้าที่รวบรวม Log ข้อความต่างๆ
* **/parameter_events:** ทำหน้าที่จัดการการเปลี่ยนแปลงค่าตัวแปรระบบ
```

### Node Management Commands (คำสั่งจัดการโหนด)

```{list-table}
:widths: 30 70
:header-rows: 1

* - Command
  - Description
* - `ros2 node list`
  - แสดงรายชื่อ Node ทั้งหมดที่กำลังทำงานอยู่
* - `ros2 node info <node_name>`
  - ดูรายละเอียดเชิงลึกของ Node นั้น (เช่น มี Topic อะไรบ้าง, ให้บริการ Service อะไรบ้าง)
    
    **ตัวอย่าง:** `ros2 node info /turtlesim`
```

## ROS 2 Topics (ช่องทางการสื่อสาร)

**Topic** เปรียบเสมือน "ท่อส่งข้อมูล" ที่ Node ใช้คุยกัน เช่น Node คีย์บอร์ดส่งคำสั่งความเร็วผ่านท่อชื่อ `/turtle1/cmd_vel` ไปให้ Node เต่า

ตรวจสอบ Topic ที่มีอยู่ในระบบ:

```{code-block} console
$ ros2 topic list
```

```{image} images/c5/5.3.png
:width: 80%
:align: center

```

### Understanding Data Types (ทำความเข้าใจข้อมูล)

ข้อมูลที่วิ่งใน Topic มีหลายรูปแบบ เรามาดูตัวที่สำคัญกันครับ

#### 1. Pose (ตำแหน่งและทิศทาง)
* **Topic:** `/turtle1/pose`
* **Data:** $x, y$ (ตำแหน่งแกน 2 มิติ), $\theta$ (มุมหัน)

**เรื่องน่ารู้: มุมเรเดียน (Radian)**
ในทางวิศวกรรมหุ่นยนต์ เราไม่ใช้องศา (Degree) แต่ใช้ **Radian**
* **0:** หันหน้าไปทางขวา (ทิศตะวันออก)
* **3.14 ($\pi$):** หันหลังกลับ (180 องศา)
* **6.28 ($2\pi$):** หมุนครบ 1 รอบ (360 องศา)

#### 2. Color Sensor (เซนเซอร์สี)
* **Topic:** `/turtle1/color_sensor`
* **Data:** `r`, `g`, `b` (ค่าสีพื้นหลังที่เต่าเหยียบอยู่ 0-255)

#### 3. Command Velocity (คำสั่งความเร็ว)
* **Topic:** `/turtle1/cmd_vel`
* **Type:** `geometry_msgs/msg/Twist`

นี่คือ Topic มาตรฐานสำหรับการสั่งเคลื่อนที่หุ่นยนต์ ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก:

```{list-table}
:widths: 25 25 50
:header-rows: 1

* - Component
  - Axis
  - Description
* - **Linear**
  - `x`
  - ความเร็วแนวตรง (เดินหน้า +, ถอยหลัง -) หน่วยเป็น m/s
* - **Linear**
  - `y`
  - ความเร็วสไลด์ข้าง (สำหรับหุ่นยนต์ Omni/Mecanum)
* - **Angular**
  - `z`
  - ความเร็วในการหมุนรอบตัวเอง (หมุนซ้าย +, หมุนขวา -) หน่วยเป็น rad/s
```

## ROS 2 Services (การเรียกใช้บริการ)

**Service** เป็นการสื่อสารแบบ "ขอมา-จัดให้" (Call & Response) ต่างจาก Topic ที่ส่งข้อมูลรัวๆ ตลอดเวลา Service จะทำงานเมื่อถูกเรียกเท่านั้น และจะมีการตอบกลับว่า "ทำสำเร็จหรือไม่"

### รายชื่อ Service ที่มี (Service List)
ตรวจสอบ Service ทั้งหมดที่หุ่นยนต์เต่าให้บริการ:

```{code-block} console
$ ros2 service list
```

```{image} images/c5/5.4.png
:width: 80%
:align: center

```

### ลองเรียก Service ผ่าน Command Line (CLI)

การเรียก Service ผ่าน Terminal นั้นค่อนข้างซับซ้อน เพราะเราต้องรู้โครงสร้างข้อมูล (Type) และพิมพ์พารามิเตอร์ในรูปแบบ YAML/JSON ให้ถูกต้องเป๊ะๆ

**ตัวอย่างที่ 1: สั่งลบเส้นปากกา (Clear)**
Service นี้เรียกง่าย เพราะไม่ต้องส่งค่าอะไรเข้าไป (Empty Request)

```{code-block} console
$ ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty
```

**ตัวอย่างที่ 2: สั่งวาร์ปเต่า (Teleport Absolute)**
Service นี้ต้องส่งค่าพิกัด $x, y, \theta$ เข้าไป ซึ่งต้องพิมพ์ยาวมาก:

```{code-block} console
$ ros2 service call /turtle1/teleport_absolute turtlesim/srv/TeleportAbsolute "{x: 5.5, y: 5.5, theta: 0.0}"
```

จะเห็นว่าการพิมพ์คำสั่งยาวๆ แบบนี้เสี่ยงต่อการพิมพ์ผิด (Syntax Error) และจดจำยากมาก ในหัวข้อถัดไปเราจึงจะแนะนำให้ใช้เครื่องมือ **GUI (RQT)** แทน ซึ่งสะดวกกว่ามาก

## ROS 2 Parameters (ตัวแปรระบบ)

**Parameter** คือค่าคงที่สำหรับตั้งค่า Node (Configuration) เช่น ความเร็วสูงสุด หรือ สีพื้นหลัง

ตรวจสอบ Parameter:
```{code-block} console
$ ros2 param list
```
```{image} images/c5/5.5.png
:width: 80%
:align: center

```

**ลองเปลี่ยนสีพื้นหลัง (Background Color)**
Turtlesim อนุญาตให้เราเปลี่ยนสีพื้นหลังผ่าน Parameter ได้

```{code-block} console
# Change background red channel to 150
$ ros2 param set /turtlesim background_r 150
```

```{image} images/c5/5.5.1.png
:width: 80%
:align: center

```

*(หมายเหตุ: สีอาจจะยังไม่เปลี่ยนทันที จนกว่าจะมีการ Refresh หน้าจอ หรือใช้ Service `/clear`)*

## RQT (เครื่องมือครอบจักรวาล)

การพิมพ์คำสั่งผ่าน Terminal บางครั้งก็ลำบากและมองไม่เห็นภาพรวม **RQT** (ROS Qt) คือโปรแกรม GUI ที่รวมเครื่องมืออำนวยความสะดวกไว้มากมาย

เปิดโปรแกรม:
```{code-block} console
$ rqt
```
```{image} images/c5/5.6.png
:width: 80%
:align: center

```

### Topic Monitor (ดูค่าสดๆ)
ใช้สำหรับแอบดูข้อมูลที่วิ่งอยู่ในระบบ
* ไปที่เมนู **Plugins** $\rightarrow$ **Topics** $\rightarrow$ **Topic Monitor**
* ติ๊กถูกหน้า `/turtle1/pose`
* ขยายดูค่า $x, y$ แล้วลองขับเต่าดู จะเห็นตัวเลขวิ่งตามจริง

```{image} images/c5/5.6.1.png
:width: 80%
:align: center

```

### Message Publisher (สั่งงานด้วยมือ)
ใช้สำหรับส่งคำสั่งหลอกๆ เข้าไปในระบบ (โดยไม่ต้องเขียนโค้ด)
* ไปที่เมนู **Plugins** $\rightarrow$ **Topics** $\rightarrow$ **Message Publisher**
* เลือก Topic `/turtle1/cmd_vel` กดปุ่ม **+ (Add)**
* ขยายช่อง `linear` แก้ค่า `x` เป็น `1.0` (เดินหน้า)
* ติ๊กถูกช่องหน้าชื่อ Topic เพื่อเริ่มส่งคำสั่ง (เต่าจะเดินหน้าไม่หยุด)

```{image} images/c5/5.6.2.png
:width: 80%
:align: center

```

### Service Caller (ลองเรียกใช้ฟังก์ชัน)
* ไปที่เมนู **Plugins** $\rightarrow$ **Services** $\rightarrow$ **Service Caller**
* เลือก Service `/clear` แล้วกดปุ่ม **Call** (เส้นจะหายไป)
* เลือก Service `/spawn` กำหนดพิกัด $x=5, y=5$ แล้วกด **Call** (จะมีเต่าตัวใหม่ชื่อ `turtle2` โผล่มา)
* เลือก Service `/kill` ใส่ชื่อ `turtle1` แล้วกด **Call** (เต่าตัวแรกจะหายไป)

```{image} images/c5/5.6.3.png
:width: 80%
:align: center

```

---

เครื่องมือ **RQT** นี้มีประโยชน์มากในการตรวจสอบระบบ (Debug) เวลาเขียนโค้ดจริงแล้วหุ่นยนต์ไม่เดิน หรือเซนเซอร์ไม่ส่งค่า เราจะใช้ RQT เข้ามาเช็คเป็นด่านแรกเสมอ