跟古月居学ros:话题消息的定义与使用

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前面我们已经学习了publisher如何向ros发布消息,subscriber如何从ros接收消息。那publisher和subscriber之间能由什么联系呢?这节课我们来学习publisher向subscriber发送自定义的信息。

定义msg文件

首先在文件夹learning_topic中新建一个命名为msg的文件夹,这个文件夹用来存放后续的消息类文件

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进入该文件夹下并在该文件夹下打开命令行,使用touch指令新建Person.msg文件

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打开该文件,输入以下信息后保存

string name
uint8 sex
uint8 age

uint8 unknown = 0
uint8 male = 1
uint8 female = 2
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这里写的并不是cpp,也不是python。但他在编译过程中会由ros自动编译成cpp或python

在package.xml中添加功能包依赖

打开文件夹learning_topic,打开package.xml。如果你的电脑安装了浏览器,xml文件可能会由浏览器默认打开,不能编辑。可以在这个目录下打开命令行,可以输入以下指令打开

gedit package.xml
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滚动到最下方,在如图所示位置添加以下语句,保存

message_generation
message_runtime

用于添加编译依赖,这里添加message_generation功能包
message_runtime功能包

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在CMakeLists.txt添加编译选项

打开文件夹learning_topic,打开CMakeLists.txt

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  1. 在最上方的find_package中添加message_generation
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sendpix17.jpg
  1. 找到Declare ROS dynamic reconfigure parameters的位置,在上方添加如下语句
add_message_files(FILES Person.msg)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)
  • 第一句话,告诉编译器Person.msg是我们定义的消息接口
  • 第二句话,告诉编译器在编译Person.msg文件的时候,需要依赖哪些库/包。这里我们需要依赖std_msgs,刚刚我们写的如stringuint8,就是在std_msgs中定义的。
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  1. 找到catkin specific configuration(即Build上方),在图示位置添加以下语句(我这里比较特殊,正上方的注释掉的语句与要添加的语句一模一样,这种情况可以不添加新语句而是直接把那句话的注释解除掉)
CATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim
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做完以上三步,保存退出。

回到工作空间的根目录catkin_ws下,打开命令行,尝试进行编译。输入指令

catkin_make
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编译成功,可以在图示的路径下,找到刚刚编写的Person.msg文件已经被编译成为Person.h文件

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编写cpp程序

在图示路径下建立两个cpp文件。代码如下

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person_publisher.cpp

/**
 * 该例程将发布/person_info话题,自定义消息类型learning_topic::Person
 */
 
#include 
//!!!!!关键!!!!!
#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
    //!!!!!关键!!!!!
    ros::Publisher person_info_pub = n.advertise("/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;
        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;
}

person_subscriber.cpp

/**
 * 该例程将订阅/person_info话题,自定义消息类型learning_topic::Person
 */
 
#include 
//!!!!!关键!!!!!
#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
    //!!!!!关键!!!!!
    ros::Subscriber person_info_sub = n.subscribe("/person_info", 10, personInfoCallback);

    // 循环等待回调函数
    ros::spin();

    return 0;
}

cpp文件编写好后,编写图示路径下的CMakeLists.txt文件,对刚刚编写的内容进行配置。

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找到Install位置的上方,添加以下语句。保存
说明:这里相比之前配置CMakeLists.txt,多了add_dependencies的语句目的是让可执行文件(前两句做的工作)和动态生成的文件产生依赖关系

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

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、运行

步骤和之前的完全一样。

  1. 回到工作空间根目录catkin_ws,运行
catkin_make
  1. 新开一个终端,执行
roscore
  1. 新开一个终端,执行
rosrun learning_topic person_subscriber
  1. 新开一个终端,执行
rosrun learning_topic person_publisher

消息发送者publisher和消息接收者subscriber已经构建联系

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概念:ROS Master是帮助节点的创建和链接的。节点一旦创建和链接后,就不受ROS Master影响

此时,在执行命令roscore的终端按ctrl+c退出roscore(即退出ROS Master),会发现subscriber和publisher还在收发数据。

除非是需要再访问ROS Master介入的参数

python代码实现

在图示路径下建立python文件,代码如下

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右键你的python文件,选择properties,务必确保Allow executing files as program选项是打钩的

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person_publisher.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 该例程将发布/person_info话题,自定义消息类型learning_topic::Person

import rospy
from learning_topic.msg import Person

def velocity_publisher():
    # ROS节点初始化
    rospy.init_node('person_publisher', anonymous=True)

    # 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
    person_info_pub = rospy.Publisher('/person_info', Person, queue_size=10)

    #设置循环的频率
    rate = rospy.Rate(10) 

    while not rospy.is_shutdown():
        # 初始化learning_topic::Person类型的消息
        person_msg = Person()
        person_msg.name = "Tom";
        person_msg.age  = 18;
        person_msg.sex  = Person.male;

        # 发布消息
        person_info_pub.publish(person_msg)
        rospy.loginfo("Publsh person message[%s, %d, %d]", 
                person_msg.name, person_msg.age, person_msg.sex)

        # 按照循环频率延时
        rate.sleep()

if __name__ == '__main__':
    try:
        velocity_publisher()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

person_subscriber.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 该例程将订阅/person_info话题,自定义消息类型learning_topic::Person

import rospy
from learning_topic.msg import Person

def personInfoCallback(msg):
    rospy.loginfo("Subcribe Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
             msg.name, msg.age, msg.sex)

def person_subscriber():
    # ROS节点初始化
    rospy.init_node('person_subscriber', anonymous=True)

    # 创建一个Subscriber,订阅名为/person_info的topic,注册回调函数personInfoCallback
    rospy.Subscriber("/person_info", Person, personInfoCallback)

    # 循环等待回调函数
    rospy.spin()

if __name__ == '__main__':
    person_subscriber()
  1. 新开一个终端,执行
roscore
  1. 新开一个终端,执行
rosrun learning_topic person_subscriber.py
  1. 新开一个终端,执行
rosrun learning_topic person_publisher.py

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