详细介绍如何在ROS 中使用自定义 msg 消息

首先我们对Ros中的msg 消息做以简单的回顾：

          msg 消息是 ROS topic 通讯时，节点之间进行传递的内容。msg 消息描述的是业务之间传递数据，也可以理解为业务之间数据的抽象化。

常见 Msg 消息：

• std 消息：std 消息是属于基本数据类型的消息。和 Python 类似，描述的是数字、字符串、布尔等类型。
• geometry 消息：描述的是空间相关数据。
• sensor 消息：描述的是传感器相关消息。

 下面我们通过一个例子进行msg消息的深入理解：

如果我们现在有两个节点，一个节点是 Publisher，另外一个节点是 Subscriber。Publisher 发布的消息是员工相关数据，其中包含了员工的姓名和年龄。需要编写程序实现这两个节点，然后模拟数据的发布和订阅。

字段名	字段类型	字段描述
name	string	员工姓名
age	int16	员工年龄

这时就需要我们自己定义消息格式，在自定义的消息格式中，需要包含 name 和 age。通常在编程语言中，我们是要去确定消息字段中的类型。例如 Python 中表达数据类型是这样的。

name = ''
age = 11

敲黑板啦！！！在自定义 msg 消息时，需要把 Python的类型修改成对应的 msg 类型，详细对应关系如下：

msg类型	C++对应类型	Python对应类型
bool	uint8_t	bool
int8	int8_t	int
int16	int16_t	int
int32	int32_t	int
int64	int64_t	int, long
uint8	uint8_t	int
uint16	uint16_t	int
uint32	uint32_t	int
uint64	uint64_t	int, long
float32	float	float
float64	float	float
string	std:string	str, bytes
time	ros:Time	rospy.Time
duration	ros::Duration	rospy.Duration

下面我们就进入实操环节，开始动手自定义一个msg消息：

  在Ros中，当没有现成的消息类型来描述要传递的消息时，我们会自定义消息。通常会新建一个Package去自定义消息，这个Package一般不去写任何的业务逻辑，只是用来声明自定义的消息类型，可以只定义一种或多种消息类型，根据业务需求来定。

首先初始化一个工作空间：

mkdir -p kk
cd ~/kk
mkdir -p ws
cd ~/kk/ws
mkdir -p src
# 对工作空间进行编译
catkin_make

1.创建package

package取名也是有讲究的，一般为：  业务名_msgs，比如std_msg、gps_msgs。因为是发送员工的信息，我们取包名为staff_msgs。

cd ~/kk/ws/src
catkin_create_pkg staff_msgs roscpp rospy rosmsg
mkdir /home/kk/ws/src/staff_msgs/scripts
cd ~/kk/ws/src/staff_msgs
mkdir scripts

2.创建msg 目录

在package包下新建一个msg文件夹。

mkdir msg
cd ~/kk/ws/src/staff_msgs/msg
touch staff.msg

3.创建msg文件

在msg文件夹下创建.msg文件。msg文件就是自定义消息文件，用来描述消息格式。这里我们创建staff.msg文件，内容如下：

string name
int64 age

这个自定义消息包包含两种数据形式： name和 age，neme的类型是string，age的类型是int64。

一般msg文件遵循一定的规范：每一行表示一种数据。前面是类型，后面是名称。

4.在staff_msgs/package.xml文件中添加配置。

message_generation
message_runtime

• build_depend:编译时依赖。
• message_generation：消息自动生成，目的就是把我们编写的msg文件自动转为python文件。
• exec_depend:执行时依赖。
• message_runtime:把自定义的消息加载进来。

5.配置staff_msgs/CMakeLists.txt文件。

在find_package中添加message_generation依赖：

find_package(
   ...
   message_generation
)

添加add_message_files，这里的staff.msg要和你创建的msg文件名称一致，且必须放在msg目录下：

add_message_files(
          FILES
          staff.msg
)

generate_messages配置：

generate_messages(
    DEPENDENCIES
    std_msgs
）

 修改 catkin_package:为 catkin编译提供了依赖 message_runtime:

catkin_package(
     ...message_runtime
)

 编译项目：

cd /~/kk/ws
catkin_make
source devel/setup.bash

命令校验，可以看到我们刚才定义的消息：

rosmsg show staff_msgs/staff

 

devel 文件夹校验：

进入 /home/kyf/kk/ws/devel/lib/python2.7/dist-packages 目录下，查看是否生成和 package名称staff_msgs相同的目录，以及目录内是否生成对应的py文件。

 编写程序对自定义msg消息进行发布和订阅

1.编写publisher程序

在staff_msgs/scripts 目录下新建一个 sta_msg_publisher.py 文件，并赋予该文件可执行权限：

sudo chmod +x ~/kk/ws/src/staff_msgs/scripts/sta_msg_publisher.py 

（图片中stu_msg_publisher.py名称有误，有改文件名）

导入刚才自定义的消息类型，通过发布者把自定义的 staff 消息发布出去。

#! /usr/bin/env python
# coding: utf-8

import rospy
from staff_msgs.msg import staff

if __name__ == '__main__':
    # 创建 node
    node_name = "stu_publisher"
    rospy.init_node(node_name)

    # 创建 publisher
    topic_name = "/my_sta"
    publisher = rospy.Publisher(topic_name, staff, queue_size=1000)

    rate = rospy.Rate(2)
    index = 0
    while not rospy.is_shutdown():

        msg = staff()
        msg.name = 'staff{}'.format(index)
        msg.age = index
        # 通过 publisher 广播数据
        publisher.publish(msg)
        index += 1

        rate.sleep()

2.创建 stu_msg_subscriber.py 文件

在staff_msgs/scripts 目录下新建一个 sta_msg_subscriber.py 文件。并赋予该文件可执行权限：

sudo chmod +x ~/kk/ws/src/staff_msgs/scripts/sta_msg_subscriber.py

导入刚才自定义的消息类型，通过订阅者去接收自定义的 staff 消息。 注意 topic_name要和发布者的保持一致。

#! /usr/bin/env python
# coding: utf-8

import rospy
from staff_msgs.msg import staff


def topic_callback(msg):
    if not isinstance(msg, staff):
        return
    print msg.age
    print msg.name


if __name__ == '__main__':
    # 创建 node
    node_name = "stu_subscriber"
    rospy.init_node(node_name)

    # 创建 subscriber
    topic_name = "/my_sta"
    rospy.Subscriber(topic_name, staff, callback=topic_callback)

    # 阻塞
    rospy.spin()

3.调试

# 新开一个终端，启动 ROS Master
roscore
# 切换到工作空间目录下
cd ~/kk/ws
# 使用 catkin_make 编译项目
catkin_make
# source 开发环境 && 运行编译
source devel/setup.bash
rosrun staff_msgs sta_msg_publisher.py
#  新开一个终端， source 开发环境 && 运行编译
source devel/setup.bash
rosrun staff_msgs sta_msg_subscriber.py

程序运行后则在订阅窗口可以打印出发布的员工消息。

至此 msg 自定义消息的创建和使用就可以说基本掌握了。

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