ROS基础 发布者和订阅者

实现过程
发布者发布信息，通过话题(topic)传输，订阅者通过订阅得到数据并执行操作
发布者的数据结构为twist，订阅者为pose

实现发布者

创建话题功能包

$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg learning_topic roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim

在功能包的src文件夹建立velocity_publisher.cpp文件

一般创建步骤

• 初始化ROS节点
• 向ROS Master注册节点信息，包括发布的话题名和话题中的消息类型
• 创建消息数据
• 按照一定频率循环发布消息

//该例程将发布turtle1/cmd_vel话题，消息类型geometry_msgs::Twist
#include 
#include 
int main(int argc, char **argv){
	// ROS节点初始化
	ros::init(argc, argv, "velocity_publisher");
	// 创建节点句柄
	ros::NodeHandle n;
	// 创建一个Publisher，发布名为/turtle1/cmd_vel的topic，消息类型为geometry_msgs::Twist，队列长度10
	ros::Publisher turtle_vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);
	// 设置循环的频率
	ros::Rate loop_rate(10);
	int count = 0;
	while (ros::ok()){
	    // 初始化geometry_msgs::Twist类型的消息
		geometry_msgs::Twist vel_msg;
		vel_msg.linear.x = 0.5;
		vel_msg.angular.z = 0.2;
	    // 发布消息
		turtle_vel_pub.publish(vel_msg);
		ROS_INFO("Publsh turtle velocity command[%0.2f m/s, %0.2f rad/s]", 
		vel_msg.linear.x, vel_msg.angular.z);
	    // 按照循环频率延时
	    loop_rate.sleep();
	}
	return 0;
}

在CMakeLists.txt中配置，build区域下

add_executable(velocity_publisher src/velocity_publisher.cpp)
target_link_libraries(velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})

最后编译并运行发布者

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source devel/setup.bash		#需要配置环境变量，否则系统无法找到运行程序
$ roscore
$ rosrun turtlesim turtlesim_node
$ rosrun learning_topic velocity_publisher

用文件配置环境变量
在home目录下ctrl+h可显示隐藏文件，找到.bashsrc
在最后一行加上

source /home/xxx/catkin_ws/devel/setup.bash		#xxx为用户名

进程可用ctrl+c停止

订阅者实现

话题功能包已存在
在功能包的src文件夹建立pose_subscriber.cpp文件

一般创建步骤

• 初始化ROS节点
• 订阅需要的话题
• 循环等待话题消息，接收到消息后进入回调函数
• 在回调函数中完成消息处理。

//该例程将订阅/turtle1/pose话题，消息类型turtlesim::Pose
#include 
#include "turtlesim/Pose.h"
// 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数
void poseCallback(const turtlesim::Pose::ConstPtr& msg){
    // 将接收到的消息打印出来
    ROS_INFO("Turtle pose: x:%0.6f, y:%0.6f", msg->x, msg->y);
}

int main(int argc, char **argv){
    // 初始化ROS节点
    ros::init(argc, argv, "pose_subscriber");
    // 创建节点句柄，管理节点资源
    ros::NodeHandle n;
    // 创建一个Subscriber，订阅名为/turtle1/pose的topic，注册回调函数poseCallback
    ros::Subscriber pose_sub = n.subscribe("/turtle1/pose", 10, poseCallback);
    // 循环等待回调函数
    ros::spin();
    return 0;
}

在CMakeLists.txt中配置，build区域

add_executable(pose_subscriber src/pose_subscriber.cpp)
target_link_libraries(pose_subscriber ${catkin_LIBRARIES})

最后编译并运行订阅者

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source devel/setup.bash
$ roscore
$ rosrun turtlesim turtlesim_node
$ rosrun learning_topic pose_subscriber

自定义话题

在话题功能包中创建msg文件夹，用于存储自定义话题的文件
在msg文件夹中创建Person.msg，作为数据接口

string name
uint8 sex
uint8 age

uint8 unknown = 0	#宏定义
uint8 male = 1
uint8 female = 2

在话题功能包的package.xml中添加功能包的编译依赖和运行依赖

<build_depend>message_generation</build_depend> #动态产生message
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>		#运行依赖

在CMakeLists.txt添加编译选项

message_generation						#在find_package()中添加

add_message_files(FILES Person.msg)		#将msg文件加入编译
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)#依赖，在messages，services栏中加

message_runtime							#在catkin_package()添加
										#依赖若被注释要取消

此时在devel/include/功能包目录下会生成msg文件定义的头文件，其信息即为在msg中定义的内容

应用此自定义话题
在话题功能包的src目录下创建person_publisher.cpp

//该例程将发布/person_info话题，自定义消息类型learning_topic::Person
#include 
#include "learning_topic/Person.h"
int main(int argc, char **argv){
    // ROS节点初始化
    ros::init(argc, argv, "person_publisher");
    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;
    // 创建一个Publisher，发布名为/person_info的topic，消息类型为learning_topic::Person，队列长度10
    ros::Publisher person_info_pub = n.advertise<learning_topic::Person>("/person_info", 10);
    // 设置循环的频率
    ros::Rate loop_rate(1);
    int count = 0;
    while (ros::ok()){
        // 初始化learning_topic::Person类型的消息
    	learning_topic::Person person_msg;		//定义Person对象
		person_msg.name = "Tom";
		person_msg.age  = 18;
		person_msg.sex  = learning_topic::Person::male;
        // 发布消息
		person_info_pub.publish(person_msg);
       	ROS_INFO("Publish Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
		person_msg.name.c_str(), person_msg.age, person_msg.sex);
        // 按照循环频率延时
        loop_rate.sleep();
    }
    return 0;
}

创建person_subscriber.cpp

//该例程将订阅/person_info话题，自定义消息类型learning_topic::Person
#include 
#include "learning_topic/Person.h"
// 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数
void personInfoCallback(const learning_topic::Person::ConstPtr& msg){
    // 将接收到的消息打印出来
    ROS_INFO("Subcribe Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", msg->name.c_str(), msg->age, msg->sex);
}

int main(int argc, char **argv){
    // 初始化ROS节点
    ros::init(argc, argv, "person_subscriber");
    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;
    // 创建一个Subscriber，订阅名为/person_info的topic，注册回调函数personInfoCallback
    ros::Subscriber person_info_sub = n.subscribe("/person_info", 10, personInfoCallback);
    // 循环等待回调函数
    ros::spin();
    return 0;
}

配置功能包的CMakeLists.txt中的编译规则，build栏中

add_executable(person_publisher src/person_publisher.cpp)					#运行
target_link_libraries(person_publisher ${catkin_LIBRARIES})					#库连接
add_dependencies(person_publisher ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)	#连接依赖，与自定义消息连接

add_executable(person_subscriber src/person_subscriber.cpp)
target_link_libraries(person_subscriber ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_subscriber ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

编译

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source devel/setup.bash
$ roscore
$ rosrun learning_topic person_subscriber
$ rosrun learning_topic person_publisher

注：当发布者和订阅者已经建立了连接，ros master就不再必要，ros master只负责为两者建立连接，若有其他连接才再需要