ROS学习笔记——通讯机制

目录

一、准备工作

二、话题通讯

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一、准备工作

在开始前对于没接触ROS的同学，这里简单教一下大家使用ROS。如果你的IDE是Vscode则可以按照我的步骤学习。

首先在VScode的拓展上搜索ROS

 按照好之后，我们创建一个文件：

mkdir -p catkin_ws/src
cd catkin_ws
catkin_make
code .

 进入IDE之后我们按ctrl+shift+B选择:catkin_make:build。

之后看一下自己的.vscode目录下是否存在tasks.json文件，如果没有则自己创建一个然后复制一下代码：

{
// 有关 tasks.json 格式的文档，请参见
    // https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "catkin_make:debug", //代表提示的描述性信息
            "type": "shell",  //可以选择shell或者process,如果是shell代码是在shell里面运行一个命令，如果是process代表作为一个进程来运行
            "command": "catkin_make",//这个是我们需要运行的命令
            "args": [],//如果需要在命令后面加一些后缀，可以写在这里，比如-DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES=“pac1;pac2”
            "group": {"kind":"build","isDefault":true},
            "presentation": {
                "reveal": "always"//可选always或者silence，代表是否输出信息
            },
            "problemMatcher": "$msCompile"
        }
    ]
}

选定 src 右击 ---> create catkin package 

定义你的工作包名字roscpp rospy std_msgs（等于 catkin_create_pkg 自定义ROS包名 roscpp rospy std_msgs）

上述命令，会在工作空间下生成一个功能包，该功能包依赖于 roscpp、rospy 与 std_msgs，其中roscpp是使用C++实现的库，而rospy则是使用python实现的库，std_msgs是标准消息库，创建ROS功能包时，一般都会依赖这三个库实现。

创建好功能包后开始编写自己的cpp文件到你创建的功能包src当中并且需要修改CMakeLists.txt文件。测试代码和修改内容如下：

#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    //执行节点初始化
    ros::init(argc,argv,"HelloVSCode");

    //输出日志
    ROS_INFO("Hello VSCode");
    return 0;
}

add_executable(节点名称
  src/C++源文件名.cpp
)
target_link_libraries(节点名称
  ${catkin_LIBRARIES}
)

 之后在工作空间下:

roscore
#再开一个终端
source ./devel/setup.bash
rosrun 功能包名字 节点名字

二、话题通讯

        如果上面的准备工作你已经完成，或者说你已经会了咱们就可以开始学习话题通讯了。

   ROS Node想要通过topic方式来传递消息，首先 publisher 节点和 Subscriber 节点都要到ROS Master（节点管理器）中进行注册节点名称、话题名称、消息类型、URI地址和端口，然后ROS Master向 Subcriber 节点发送 publisher 节点信息， Subscriber 节点根据接收的 publisher 节点信息，向 publisher 节点请求直接连接，它们建立连接后， publisher 节点向 Subscriber 节点发送消息。节点间通信使用一种基于TCP/IP的消息传输，称为TCPROS。如果你想更多了解话题 可以看一下链接：

[ROS]（06）ROS通信 —— 话题（Topic）通信_CynalFly的博客-CSDN博客_ros话题通信

        接下来我们讲解常用函数：

ros::init(argc,argv,"talker");

本函数需要查看argc和argv才能执行，参数3 是节点名称，是一个标识符，需要保证运行后，在 ROS 网络拓扑中唯一

/***********************************************/

ros::NodeHandle n；

NodeHandle是与ROS系统通信的主要接入点。构造的第一个NodeHandle会完全初始化这个节点，最好通过NodeHandle destructed关闭这个节点

/***********************************************/

ros::Publisher pub = nh.advertise("chatter",10);

advertise返回对象为一个Publisher，并且发布的类型为std_msgs::String，参数1为要发布到的话题，参数2为队列中最大保存的消息数，超出此阀值时，先进的先销毁(时间早的先销毁)

/***********************************************/

ros::Subscriber sub = nh.subscribe("chatter",10,doMsg);

订阅chatter话题，话题内容的类型为std_msgs::String，每当有chatter话题来时，就会调用doMsg回调函数。第二个参数为队列的大小，以防处理消息速度不够块，如果队列消息达到10则被丢弃。

发布者.cpp

/*
    需求: 实现基本的话题通信，一方发布数据，一方接收数据，
         实现的关键点:
         1.发送方
         2.接收方
         3.数据(此处为普通文本)

         PS: 二者需要设置相同的话题


    消息发布方:
        循环发布信息:HelloWorld 后缀数字编号

    实现流程:
        1.包含头文件 
        2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
        3.实例化 ROS 句柄
        4.实例化 发布者 对象
        5.组织被发布的数据，并编写逻辑发布数据

*/
// 1.包含头文件 
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h" //普通文本类型的消息
#include 

int main(int argc, char  *argv[])
{   
    //设置编码
    setlocale(LC_ALL,"");

    //2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
    // 参数1和参数2 后期为节点传值会使用
    // 参数3 是节点名称，是一个标识符，需要保证运行后，在 ROS 网络拓扑中唯一
    ros::init(argc,argv,"talker");
    //3.实例化 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;//该类封装了 ROS 中的一些常用功能

    //4.实例化 发布者 对象
    //泛型: 发布的消息类型
    //参数1: 要发布到的话题
    //参数2: 队列中最大保存的消息数，超出此阀值时，先进的先销毁(时间早的先销毁)
    ros::Publisher pub = nh.advertise("chatter",10);

    //5.组织被发布的数据，并编写逻辑发布数据
    //数据(动态组织)
    std_msgs::String msg;
    // msg.data = "你好啊！！！";
    std::string msg_front = "Hello 你好！"; //消息前缀
    int count = 0; //消息计数器

    //逻辑(一秒10次)
    ros::Rate r(1);

    //节点不死
    while (ros::ok())
    {
        //使用 stringstream 拼接字符串与编号
        std::stringstream ss;
        ss << msg_front << count;
        msg.data = ss.str();
        //发布消息
        pub.publish(msg);
        //加入调试，打印发送的消息
        ROS_INFO("发送的消息:%s",msg.data.c_str());

        //根据前面制定的发送贫频率自动休眠 休眠时间 = 1/频率；
        r.sleep();
        count++;//循环结束前，让 count 自增
        //暂无应用
        ros::spinOnce();
    }


    return 0;
}

订阅者.cpp

/*
    需求: 实现基本的话题通信，一方发布数据，一方接收数据，
         实现的关键点:
         1.发送方
         2.接收方
         3.数据(此处为普通文本)


    消息订阅方:
        订阅话题并打印接收到的消息

    实现流程:
        1.包含头文件 
        2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
        3.实例化 ROS 句柄
        4.实例化 订阅者 对象
        5.处理订阅的消息(回调函数)
        6.设置循环调用回调函数

*/
// 1.包含头文件 
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr& msg_p){
    ROS_INFO("我听见:%s",msg_p->data.c_str());
    // ROS_INFO("我听见:%s",(*msg_p).data.c_str());
}
int main(int argc, char  *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    //2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
    ros::init(argc,argv,"listener");
    //3.实例化 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;

    //4.实例化 订阅者 对象
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe("chatter",10,doMsg);
    //5.处理订阅的消息(回调函数)

    //     6.设置循环调用回调函数
    ros::spin();//循环读取接收的数据，并调用回调函数处理

    return 0;
}

参考：

ros官网教程：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/WritingPublisherSubscriber%28c%2B%2B%29