ros_学习笔记1_基本操作

1.节点

ros的节点之间的通信靠话题消息或者服务，每个节点可能是发布者节点、订阅者节点、客户端节点、服务端节点。
话题是节点之间传输数据的管道，传送的数据叫做消息。

2.工作空间

工作空间：存放工程开发相关的文件与文件夹
src：代码空间
build：编译空间
devel：开发空间
install：包安装空间

2.1创建工作空间

1 . 在主目录创建工作空间文件夹

mkdir XX

XX 为工作空间文件名

2 . 在工作空间文件夹中创建 src

cd XX
mkdir src

3 . 将src设置为ros的工作空间文件夹

cd src
catkin_init_workspace

这里生成了一个CMakeLists.txt，有了该文件后说明该路径就是我们的工作空间了

4 . 编译

cd ..

返回工作空间的根目录

catkin_make

会产生build和devel文件

首次编译可能会报错，试试:

catkin_make -DPYTHON_EXECUTABLE=/usr/bin/python3

5 . 产生install文件

catkin_make insatll

6 . 在src文件夹中创建功能包

cd src
catkin_create_pkg learning_topic rospy roscpp std_msgs turtlesim

learning_topic 为功能包名字（不允许相同名称的功能包），名称后面则为包的依赖,创建完成后功能包会生成以下文件
include 可以放置的头文件，src 放置代码文件

7 . 在工作空间的根目录编译功能包

catkin_make

8 . 设置工作空间的环境变量

source devel/setup.bash

查看环境变量
echo $ROS_PACKAGE_PATH

9 . 在功能包的src中添加代码文件

touch topiccpp.cpp

/*
        发布turtle1/cmd_vel话题，消息类型为geometry_msgs::Twist
*/
#include 
#include 


int main(int argc, char **argv)
{
        // ROS节点初始化，节点名字不能重复  
        // 节点-->话题-->发布的消息类型-->发布给谁
        ros::init(argc, argv, "velocity_publisher");

        // 创建节点句柄,管理节点资源
        ros::NodeHandle n;

        // 创建一个publisher，发布到名为/turtle1/cmd_vel的topic，消息类型为geometry_msgs::Twist,
        // 队列长度10，速度太快就等待发布队列
        ros::Publisher turtle_vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);

        // 设置循环的频率
        ros::Rate loop_rate(10);

        int count = 0;
        while(ros::ok())
        {
                // 初始化geomery_msgs::Twist类型的消息
                geometry_msgs::Twist vel_msg;
                vel_msg.linear.x = 0.5;
                vel_msg.angular.z = 0.2;

                // 发布消息             
                turtle_vel_pub.publish(vel_msg);
                ROS_INFO("Publish turtle velocity command[%0.2f m/s, %0.2f rad/s]",
                vel_msg.linear.x, vel_msg.angular.z);

                // 按照循环频率延时
                loop_rate.sleep();

        }
        return 0;

}

10 . 在Cmakelists中配置编译规则

add_executable(velocity_publisher src/topiccpp.cpp)

将文件 src/topiccpp.cpp 编译为可执行文件 velocity_publisher

target_link_libraries(velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})

将可执行文件 velocity_publisher 链接到ROS库

11 . 在工作空间的根目录编译

catkin_make 

第1种方法：将工程添加到环境变量

source devel/setup.bash

第2种方法：在home主目录文件夹下，按 ctrl + h 显示隐藏文件，然后打开文件 .bashrc
然后在文件末尾添加路径：

source /home/lplp/autocar_ws/devel/setup.bash

重新打开终端

12 . 新开终端启动 ROS Master（控制中心）

roscore

新开终端运行海龟仿真节点

rosrun turtlesim turtlesim_mode

turtlesim 为功能包的名字，turtlesim_mode 为功能包中节点的名字

新开终端运行键盘输入节点

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

第1种：新开终端运行：可以查看节点信息

rqt_graph

第2种：终端输入：

rosnode list

① 查看节点信息：

rosnode info /turtlesim

publications：发布的话题
subscriptions：订阅的话题
services：服务

② 查看话题信息

rostopic list

③ 给话题发布消息：
-r 后为发布数据的频率(指令发布次数)
/turtle1/cmd_vel 为话题名称
geometry_msgs/Twist 为话题发布消息的数据类型
"linear:… 为具体的数据

rostopic pub -r 10 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "linear:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0"

④ 查看发布消息的结构：

rosmsg show geometry_msgs/Twist

⑤ 查看服务

rosservice list

产生一只新的海龟：

rosservice call /spawn "x: 0.0
y: 0.0
theta: 0.0
name: ''" 

⑥ 记录节点产生的数据（默认保存到桌面）：

rosbag record -a -O cmd_record

-a 为保存所有节点数据
-O 为保存压缩包格式
cmd_record 为压缩包名称

播放保存的数据：

rosbag play cmd_record.bag

13 . 订阅话题消息，创建 .cpp 文件：

**
        该例程将订阅/turtle1/pose话题，消息类型turtlesim::pose
**/

#include 
#include "turtlesim/Pose.h"

// 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数
void poseCallback(const turtlesim::Pose::ConstPtr& msg)
{
        // 将接收到的消息打印出来
        // 最好保证回调函数的数据处理时间不会太长
        ROS_INFO("Turtle pose: x:%0.6f, y:%0.6f", msg->x, msg->y);
}

int main(int argc, char **argv)
{
        // 初始化ROS节点
        ros::init(argc, argv, "pose_subscriber");

        // 创建节点句柄
        ros::NodeHandle n;

        // 创建一个Subscriber，订阅名为/turtle1/pose的话题，注册回调函数poseCallback
        // 一旦接收到了消息，则立马跳转到回调函数 poseCallback
        ros::Subscriber pose_sub = n.subscribe("/turtle1/pose", 10, poseCallback);

        // 循环等待回调函数
        ros::spin();

        return 0;
}

参考资料：https://www.bilibili.com/video/BV1zt411G7Vn?p=9&vd_source=a85b1d28d237161903d04396c133cacc