ROS 编程基础
内 容：
1. 熟悉 ROS 功能包的基本组织架构、创建与编译；创建一个功能包 test_pkg_xxx 并编译。
2. 用 C++、python 语言编程实现发布者的消息发布和订阅者的消息订阅。
3. 在熟悉 ROS 的通信接口——消息的基础上，创建并编译自定义消息。
步 骤：
（一）安装 VSCode 编译环境及其插件
- 在 VSCode 官网 https://code.visualstudio.com/下载 Linux 环境下的.deb 安装包“code_1.75.1-1675893397_amd64.deb”。
- 将安装包拷贝到 Ubuntu 桌面并安装。
安装包在一篇文件中有，因为安装包的特殊性，可能会出现分享文件夹使用不了的情况，这里我是先把安装包上传到网络上（qq）然后再下载到Ubuntu上。
- 从“显示应用程序”中找到“Visual Studio CODE”图标，鼠标右键“添加到收藏夹”。
- 从收藏夹快速启动 VSCode，从左侧快捷工具栏中选择“扩展商店”，安装 ROS 开发所需要的 VScode 插件：
ROS，C/C++，Python，中文简体，CMake Tools。
先安装中文搜索chinese
（二）创建并编译功能包
1. 创建功能包
在 catkin_ws 工作空间下的 src 文件夹内创建 test_pkg_xxx 功能包
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg test_pkg_xxx std_msgs roscpp rospy
可以看到在包内生成了 CMakeLists.txt 和 package.xml 文件。
2. 编译功能包
在终端输入以下命令，进行编译：
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash
这里如果出现了报错，那就看看报错的地方问题出在哪。如果找不到，那就把之前创造的文件全部删除，然后重新进行这个步骤。
（三）Publisher 的编程实现（C++）
该 Publisher 发布一个 turte1/cmd_vel 话题，里面包含 geometry_msgs::Twist 数据结构这样的一个消息，以完成控制海龟的线速度、角速度，实现特定运动。具体实现步骤如下：
1. 创建功能包，添加依赖库
创建功能包，并添加一些依赖库：
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg learning_topic roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim
2.c++编程
进入功能包中的 src 文件夹，创建一个 velocity_publisher.cpp 的文件
cd进入刚刚创建的learning_topic文件夹下的src文件夹，生成cpp文件，命名成velocity_publisher.cpp
cd learning_topic/src/
touch velocity_publisher.cpp
输入以下 C++代码：
/**
* 该例程将发布turtle1/cmd_vel话题，消息类型geometry_msgs::Twist
*/
#include 3. 编译程序
编译前需要先在~/catkin_ws/src/learning_topic/ 下的CMakeLists.txt文件添加两条语句。
配置 CMakeLists.txt 中的编译规则：
add_executable(velocity_publisher src/velocity_publisher.cpp)
target_link_libraries(velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})
粘贴位置在## Install ##正上
接下来在终端依次输入以下命令，编译发布者cpp程序
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash
roscore
出现 100%表示编译成功。
4. 运行程序
打开一个终端，运行 roscore 打开 ROS 空间
roscore
再开启一个终端，运行以下命令打开海龟仿真器：
rosrun turtlesim turtlesim_node
再开启一个终端，运行以下命令，执行功能包中的程序：
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
rosrun learning_topic velocity_publisher
接下来我们就可以看到小乌龟在画圈圈了。
（四）消息发布者 Publisher 的编程实现（python）
这里我是在网上搜索跟古月居实现的，有需要的可以去看看，链接放这里
跟古月居学ros
（五）订阅者Subscriber 的编程实现（C++）
通过海龟仿真器来发布数据，实现一个订阅者来订阅海龟的位姿信息。具体实现步骤如下：
1. 订阅者的 C++编程
进入功能包中的 src 文件夹，创建一个 pose_subscriber.cpp 的文件，并输入以下 C++代码：
/**
* 该例程将订阅/turtle1/pose 话题，消息类型 turtlesim::pose
*/
#include 这里要注意，中文英文，再复制过程中可能会出现报错。
2. 编译程序
配置 CMakeLists.txt 中的编译规则：
设置需要编译的代码和生成的可执行文件：
add_executable(pose_subscriber src/pose_subscriber.cpp)
设置链接库：
target_link_libraries(pose_subscriber ${catkin_LIBRARIES})
add_executable(pose_subscriber src/pose_subscriber.cpp)
target_link_libraries(pose_subscriber ${catkin_LIBRARIES})
接下来和前面步骤相同
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
设置环境变量后进行编译，编译成 c++的可执行文件。
进入到 catkin_ws 工作空间中执行 catkin_make，出现 100%表示编译成功
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash
如果这个地方出现报错的话，首先去看看是报错在哪，是哪个文件出错了，然后去文件里面改，我之前就是前面的c文件英文打成中文了。如果出现很长一段报错，恭喜你，删除文件，重新来过。
3. 运行程序
打开一个终端运行 roscore，打开 ROS 空间。
再运行以下命令，开启一个终端运行海龟仿真器：
rosrun turtlesim turtlesim_node
开启一个终端执行功能包中的程序：
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
rosrun learning_topic pose_subscriber
用键盘控制指令移动小海龟，读取到的坐标也会发生变化：
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
（六）订阅者 Subscriber 的编程实现（python）
1.创建Python代码
touch pose_subscriber.py
2.编写.py文件内容
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
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#### Copyright 2020 GuYueHome (www.guyuehome.com). ###
########################################################################
# 该例程将订阅/turtle1/pose话题，消息类型turtlesim::Pose
import rospy
from turtlesim.msg import Pose
def poseCallback(msg):
rospy.loginfo("Turtle pose: x:%0.6f, y:%0.6f", msg.x, msg.y)
def pose_subscriber():
# ROS节点初始化
rospy.init_node('pose_subscriber', anonymous=True)
# 创建一个Subscriber，订阅名为/turtle1/pose的topic，注册回调函数poseCallback
rospy.Subscriber("/turtle1/pose", Pose, poseCallback)
# 循环等待回调函数
rospy.spin()
if __name__ == '__main__':
pose_subscriber()
3.授权文件
4.程序编译
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash
5.程序运行
roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
rosrun learning_topic pose_subscriber.py
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
总的来说用python做这一步和上面用python画圈圈有一点点相似，也是就是依据上面两个步骤，照葫芦画瓢。
（七）自定义消息的创建与编译
1. 完成数据接口的定义
在~/catkin_ws/src/learning_topic 目录下，创建 msg 文件夹及 Person.msg 文件在终端输入
以下命令：
touch Person.msg
打开该文件，并写入以下内容，在编译的时候会编译成相应的 c++或者 python 可执行文件。
string name
uint8 sex
uint8 age
uint8 unknown = 0
uint8 male = 1
uint8 female = 2
2. 定义设置编译规则
针对数据接口的定义设置编译规则，在功能包里边的 package.xml 中加载两项依赖：
在 package.xml 文件中添加以下两条语句，加载编译依赖和加载执行依赖：
<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>
3. 添加编译选项
在 CMakeLists.txt 添加编译选项，添加依赖功能包，如图
find_package( …… message_generation)
在 CMakeLists.txt 添加一个把.msg 文件编译成对应的不同的程序文件的配置项。
添加语句说明：
add_message_files(FILES Person.msg) 将 Person.msg 作为定义的交接接口，在编译时会发现该接口，针对它去做编译。
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs) 针对 Person.msg 需要用到
std_msgadd_message_files(FILES Person.msg)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)
4. 添加依赖项
在 CMakeLists.txt 文件 catkin_package 中添加 message_runtime 的一个运行的依赖：
CATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim
5. 编译
回到工作空间目录下 cd ~/catkin_ws 进行编译：
cd ~/catkin_ws
catkin_make
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总结一下我在整个过程中出现的问题：
1.在进行第步骤五时，编译的代码中英文符号没有很好的切换，导致编译时候报错。我的整个过程每进行一步都会进行编译，如果你的编译出现了报错，那么先看看自己报错的问题出在哪，如果出现很长很长的报错，那么恭喜你，文件损坏，重新来过。
2.
在进行程序运行的时候要用source ~/catkin_ws下到其目录下，不然就会出现我上面这种情况，找不到文件
3.要仔细一点，整个过程下来有些长，花费时间也会不少，有些地方出问题了不能就不搞了，自己要学会去看错误，去分析错误。