在Ros中如何自定义话题消息和自定义服务数据

自定义话题消息：

        在ROS的元功能包common_msgs中提供了许多不同消息类型的功能包，例如std_msgs（标准数据类型）、geometry_msgs（几何学数据类型）、sensor_msgs（传感器数据类型）等，这些功能包中提供了大量常用的消息类型，足以满足我们在一般场景下的常用消息。例如我们之前做的例程中，chatter话题的消息类型就是ROS中预定义的String。但是在很多情况下，我们仍然需要针对自己的机器人应用设计特定的消息类型，ROS也提供了一套语言无关的消息类型定义方法。

        msg文件就是ROS中定义消息类型的文件，一般放置在功能包根目录下的msg文件夹中。在功能包编译过程中，可以使用msg文件生成不同编程语言使用的代码文件。在msg文件中还可以定义常量，这些常量在发布或者订阅消息数据时可以直接使用，相当于C++中的宏定义。

        很多ROS消息定义中还会包含一个标准格式的头信息std_msgs/Header:

#Standard metadata for higher-lever flow data types
unit32 seq
time stamp
string frame_id

         其中：seq是消息的顺序标识，不需要手动设置，Publisher在发布消息时会自动累加；stamp是消息中与数据相关联的时间戳，可以用于时间同步；frame_id是消息中与数据相关联的参考坐标系id。如果定义的消息类型较为简单，也可以不加头信息。

        首先在功能包（catkin_ws/src/learnning_communication）中创建一个msg文件夹，这里面是用来放所以所有自定义消息的文件的。然后在其中创建一个PersonMsg.msg的文件，可以直接创建也可以用下面的命令创建,然后在里面放置我们所需要的内容：

$ touch PersonMsg.msg

        如果要使用自定义的消息类型，还需要完成以下几步，对msg文件完成编译：

        1.在package.xml中添加功能包依赖，打开功能包的package.xml文件，添加以下命令确保该文件中设置了编译和运行的相关依赖：

message_generation
message_runtime

        这两条命令，前一条的编译依赖，后一条是运行依赖

        2.在CMakeLists.txt中添加编译选项，打开CMakeLists.txt文件

                2.1 在find_package中添加消息生成依赖的功能包message_generation，这样在编译时才能找到所需要的的文件：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
    roscpp
    rospy
    std_msgs
    std_srvs
    message_generation
)

                 2.2 设置需要编译的msg文件,找到它们所在的位置然后添加进去：

add_message_files(
    FILES 
    PersonMsg.msg
)
generate_messages(
    DEPENDENCIES 
    std_msgs
)

                在这两条指令中，前一条会将msg文件编译成不同语言的头文件，后一条是在添加它的依赖库。

                2.3 在catkin_package中添加消息运行依赖的功能包message_runtime,找到这地方，然后打开注释添加功能包：

catkin_package(
    ......
    CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs std_srvs message_runtime
    ......
)

        3.在以上配置工作都完成后，可以回到工作空间的根路径下，使用catkin_make命令进行编译了。编译成功后，可以使用如下命令查看自定义的PersonMsg.msg消息类型:

$ rosmsg show PersonMsg.msg

        如果命令显示出错Could not find msg 'PersonMsg'，那么是环境变量没有设置，如果没有将环境添加到.bashrc中，那就再source一下环境变量即可实现上面命令：

$ source devel/setup.bash

 

        如果PersonMsg消息类型已经定义成功，那么在代码中就可以按照以上String类型的使用方法使用PersonMsg类型的消息了。

        注：在编译后，会在devel/include/learning_communication中有个PersonMsg.h这样一个头文件，这是刚刚编译过程中动态产生的。

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自定义服务数据：

        服务一般分为服务端（Server）和客户端（Client）两个部分，Client负责发布请求数据，等待Server处理；Server负责处理相应的功能，并且返回应答数据。

        与自定义话题消息类似，ROS中的服务数据可以通过srv文件进行语言无关的接口定义，一般放置在功能目录下的srv文件夹中。该文件包含请求与应答两个数据域，数据域中的内容与话题消息的数据类型相似，只是在请求和应答的描述之间，需要使用“---”进行分割。  

         首先在功能包（catkin_ws/src/learnning_communication）中创建一个srv文件夹，这里面是用来放所有自定义服务数据的文件的。然后在其中创建一个PersonSrv.srv的文件，可以直接创建也可以用下面的命令创建,然后在里面放置我们所需要的内容：

$ touch PersonSrv.srv

         如果要使用自定义的服务数据类型，还需要完成以下几步，对srv文件完成编译：

        1.在package.xml中添加功能包依赖，打开功能包的package.xml文件，添加以下命令确保该文件中设置了编译和运行的相关依赖：

message_generation
message_runtime

        这两条命令，前一条的编译依赖，后一条是运行依赖。如果在之前自定义话题消息时添加过了就不用重复添加了。

        2.在CMakeLists.txt中添加编译选项，打开CMakeLists.txt文件

                2.1 在find_package中添加消息生成依赖的功能包message_generation，这样在编译时才能找到所需要的的文件：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
    roscpp
    rospy
    std_msgs
    std_srvs
    message_generation
)

                 如果在之前自定义话题消息时添加过了就不用重复添加了。message_generation包不仅可以针对话题消息产生相应的代码，还可以根据服务消息的类型描述文件产生相关的代码。

                 2.2 设置需要编译的srv文件,找到它们所在的位置然后添加进去：

add_service_files(
    FILES 
    PersonSrv.srv
)
generate_messages(
    DEPENDENCIES 
    std_msgs
)

                在这两条指令中，前一条会将srv文件编译成不同语言的头文件，后一条是在添加它的依赖库。后一条如果在之前自定义话题消息时添加过就不用重复添加了。

                2.3 在catkin_package中添加消息运行依赖的功能包message_runtime,找到这地方，然后打开注释添加功能包：

catkin_package(
    ......
    CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs std_srvs message_runtime
    ......
)

                 如果在之前自定义话题消息时添加过了就不用重复添加了。

        3.在以上配置工作都完成后，可以回到工作空间的根路径下，使用catkin_make命令进行编译了。编译成功后，可以使用如下命令查看自定义的PersonSrv.srv消息类型:

$ rossrv show PersonSrv.srv

        功能包编译成功后，在服务的Server节点和Client节点的代码实现中就可以直接调用这些定义好的服务消息了。

        注：要先运行Server，然后再运行Client，否则会报错。