ROS2初步：用Topic基本通信

一、提要

对于话题通信，学过一点ROS知识的都不陌生，然而，转化成ROS2实现，就得需要老老实实再走一遍，这是因为ROS2得机理与ROS1差别太大；ROS2的开发团队水平更高，ROS2的代码更抽象，因而更需要付出精力去磨练。对于从没有学过ROS1的，我建议大家直接从ROS2学起，这样省去很大精力。学习ROS2更实在的理由是，许多导航模型都在ROS2建立的，不懂ROS2将很难看懂。好，本篇将示范如何生成一个Topic发布者，和一个接收者的开发过程。

二、场景设置 2.1 网上对弈机器

（假如用ros2实现对弈，那么，第一步需要消化topic通信）

三、实现 3.1 新建工作空间

mkdir -p mytry_ws/src
cd  mytry_ws/src

mkdir -p: 递归创建目录,即使上级目录不存在,会按目录层级自动创建目录

3.2 创建工作包

cd mytry_ws/src

ros2 pkg create mytopic --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp std_msgs

注意语法：

ros2 pkg create mytopic --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp std_msgs

以上实质性参数有三个：

mytopic：包名称
--build-type ament_cmake：编译器是ament_cmake
--dependencies rclcpp std_msgs: 依赖包指定为rclcpp、std_msgs;

在ros2_ws/src/mytopic/src下创建lambda.cpp和sublambda.cpp

3.3 lambda.cpp节点创建

#include 
#include 
#include 

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"

using namespace std::chrono_literals;



class MinimalPublisher : public rclcpp::Node
{
public:
  MinimalPublisher()
  : Node("minimal_publisher"), count_(0)
  {
    publisher_ = this->create_publisher("topic", 10);
    auto timer_callback =
      [this]() -> void {
        auto message = std_msgs::msg::String();
        message.data = "Hello, world! " + std::to_string(this->count_++);
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing: '%s'", message.data.c_str());
        this->publisher_->publish(message);
      };
    timer_ = this->create_wall_timer(500ms, timer_callback);
  }

private:
  rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
  rclcpp::Publisher::SharedPtr publisher_;
  size_t count_;
};

int main(int argc, char * argv[])
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  rclcpp::spin(std::make_shared());
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

时光运算符

这些运算符在命名空间 std::literals::chrono_literals 中声明，其中文字和 chrono_literals 都是内联命名空间。可以使用命名空间 std::literals、使用命名空间 std::chrono_literals 和使用命名空间 std::literals::chrono_literals 来访问这些运算符。

此外，在命名空间 std::chrono 中，指令 using namespace literals::chrono_literals;由标准库提供，因此如果程序员使用 using namespace std::chrono;为了访问 chrono 库中的类，相应的文字运算符也变得可见。

你的类继承了Node后成为正式节点

class MinimalPublisher : public rclcpp::Node

构造函数中，直接用父类定义节点名称；和其它属性：计数器

 MinimalPublisher()
  : Node("minimal_publisher"), count_(0)

定义发送字符串的发布器，字符串最长为10；

3.4 sublambda.cpp节点创建

#include 

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"

class MinimalSubscriber : public rclcpp::Node
{
public:
  MinimalSubscriber()
  : Node("minimal_subscriber")
  {
    subscription_ = this->create_subscription(
      "topic",
      10,
      [this](std_msgs::msg::String::UniquePtr msg) {
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "I heard: '%s'", msg->data.c_str());
      });
  }

private:
  rclcpp::Subscription::SharedPtr subscription_;
};

int main(int argc, char * argv[])
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  rclcpp::spin(std::make_shared());
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

3.5 修改Cmakelist.txt

1）依赖项追加

如果新建功能包的时候没有加--dependencies rclcpp std_msgs等功能包, 则需要手动添加: (任意位置均可)

find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)

2）可执行节定义

add_executable()

让编译器编译Customer.cpp和KFC.cpp这两个文件. 并生成可执行文件Customer_node和KFC_node

ament_target_dependencies

添加编译的依赖

add_executable(publisher_lambda lambda.cpp)
ament_target_dependencies(publisher_lambda rclcpp std_msgs)
add_executable(subscriber_lambda sublambda.cpp)
ament_target_dependencies(subscriber_lambda rclcpp std_msgs)

3）将编译好的文件安装到正确路径

install(TARGETS
  publisher_lambda
  subscriber_lambda
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

3.6 修改package.xml

同样地, 新建功能包的时候没有加--dependencies rclcpp std_msgs等功能包, 则需要手动添加, 放置于标签下

rclcpp
std_msgs
也可自行修改下面这些声明, 与实现功能无关, 但是最好写全

0.0.0
TODO: Package description
fanziqi
TODO: License declaration

3.7 编译

注意：编译的时候以包为单位，指定哪个包，就编译哪个。

--packages-select指定编译customer_and_kfc功能包

colcon build --packages-select mytopic

win10进入终端：

启动ROS2的环境设定：

call C:optrosfoxyx64local_setup.bat
colcon build

3.8 刷新环境

在ubuntu下：

[echo "source /ros2_ws/install/setup.zsh" >> ~/.bashrc ]
source ~/.bashrc

在Window10下：

cd mytry_ws

call  install/setup.bat

3.9 运行

新建一个终端窗口, 运行发布节点

ros2  run mytopic  publisher_lambda

再另新建一个终端, 运行收听节点

ros2 run mytopic subscriber_lambda

此时应该可以看见:

3.10 相关工具测试

rqt_graph

使用rqt_graph这个工具可以可视化显示节点和话题的连接关系。

另起一个终端, 输入

rqt_graph

上图展示了ROS计算图的网络形态, 可以清楚地看出一个节点的输入和输出是什么.

查看系统中所有话题

ros2 topic list

C:WindowsSystem32>ros2 topic list
/parameter_events
/rosout
/topic

想具体查看每个话题传输的数据类型, 则添加-t

ros2 topic list -t

C:WindowsSystem32>ros2 topic list -t
/parameter_events [rcl_interfaces/msg/ParameterEvent]
/rosout [rcl_interfaces/msg/Log]
/topic [std_msgs/msg/String]

输出实时话题内容

ros2 topic echo /topic

查看主题信息

ros2 topic info /hamburger

C:WindowsSystem32>ros2 topic info /topic
Type: std_msgs/msg/String
Publisher count: 1
Subscription count: 1

通过如下指令查看这个数据类型的具体数据结构

ros2 interface show std_msgs/msg/String

可以看到, std_msgs/msg/String中包含了string data

发布一个话题消息

ros2 topic pub /topic std_msgs/String "data: Hello ROS Developers"

注意：此语句较难，需要多多注意，如海龟的发布语句：

ros2 topic pub --rate 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"

查看某一个话题的发布频率

ros2 topic hz /topic

参考文：

ROS2入门教程——14. 创建ROS2功能包 - 古月居 (guyuehome.com)

(1条消息) Ubuntu_范子琦的博客-CSDN博客

ROS2初步：用Topic基本通信

C/C++/C#相关栏目本月热门文章