ROS入门往期：
ROS入门保姆级教程：1-hello world初体验
ROS入门保姆级教程：2-VScode中使用ROS
ROS入门保姆级教程：3-ROS文件系统
ROS入门保姆级教程：4-ROS文件系统操作指令
ROS入门保姆级教程：5-ROS计算图
ROS入门保姆级教程：6-ROS话题通信实现
- 0 介绍
- 1 自定义消息的流程
- 1.1 定义msg文件
- 1.2 编辑配置文件
- 1.3 编译
- 2 话题通信自定义msg调用（C++）
- 2.0 VScode配置
- 2.1 发布方实现（C++）
- 2.2 订阅方实现（C++）
- 2.3 测试
- 3 话题通信自定义msg调用（Python）
- 3.0 VScode配置
- 3.1 发布方实现（Python）
- 3.2 订阅方实现（Python）
- 3.3 测试
在 ROS 通信协议中，数据载体是一个较为重要组成部分，ROS 中通过 std_msgs 封装了一些原生的数据类型,比如:String、Int32、Int64、Char、Bool、Empty… 但是，这些数据一般只包含一个 data 字段，结构的单一意味着功能上的局限性，当传输一些复杂的数据，std_msgs 由于描述性较差而显得力不从心，这种场景下可以使用自定义的消息类型。
msgs只是简单的文本文件，每行具有字段类型和字段名称，可以使用的字段类型有：
- int8, int16, int32, int64 (或者无符号类型: uint*)
注意：使用int类型的编译无法通过 - float32, float64
注意：使用double、float类型的编译无法通过 - string
- time, duration
- other msg files
- variable-length array[] and fixed-length array[C]
ROS中还有一种特殊类型：Header，标头包含时间戳和ROS中常用的坐标帧信息。会经常看到msg文件的第一行具有Header标头。
1 自定义消息的流程- 在功能包中创建msg文件夹，按照固定格式创建 msg 文件
- 编辑配置文件
- 编译生成可以被 Python 或 C++ 调用的中间文件
功能包下新建 msg 文件夹，添加文件 person.msg
uint32 NO string name uint16 age float64 height string job1.2 编辑配置文件
【package.xml 】中添加编译依赖与执行依赖
message_generation message_runtime
【CMakeLists.txt 】编辑 msg 相关配置
- 添加编译依赖
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp rospy std_msgs message_generation #添加编译依赖 ) # 需要加入 message_generation,必须有 std_msgs
- 添加 .msg 源文件
## 配置 msg 源文件 add_message_files( FILES Person.msg #添加源文件 )
- 为1中 的message_generation 添加依赖
# 生成消息时依赖于 std_msgs #放开该部分注释 generate_messages( DEPENDENCIES std_msgs )
- 添加执行依赖
#执行时依赖 catkin_package( # INCLUDE_DIRS include # LIBRARIES demo02_talker_listener CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime#添加 # DEPENDS system_lib )1.3 编译
-
编译：【Ctrl + Shift + B】
-
编译后的中间文件查看:
C++ 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/include/包名/xxx.h)
C++调用需要include【.h】头文件
Python 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/msg/xxx.py)
Python调用需要导包【.py】头文件
后续调用相关 msg 时，是从这些中间文件调用的
2 话题通信自定义msg调用（C++）分析:
在模型实现中，ROS master 不需要实现，而连接的建立也已经被封装了，需要关注的关键点有三个:
发布方 接收方 数据(此处为自定义消息)
流程:
编写发布方实现； 编写订阅方实现； 编辑配置文件； 编译并执行。2.0 VScode配置
！！该步骤也可省，只是为了防止一些异常情况
为了方便代码提示以及避免误抛异常，需要先配置 vscode，将前面生成的 head 文件路径配置进 c_cpp_properties.json 的 includepath属性:
{
"configurations": [
{
"browse": {
"databaseFilename": "${default}",
"limitSymbolsToIncludedHeaders": false
},
"includePath": [
"/opt/ros/melodic/include
//1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "pub_sub_pkg/person.h" //自定义message头文件
using namespace ros;
int main(int argc, char **argv)
{
//2.初始化ROS节点
init(argc, argv, "demo5_pub_person");
//3.创建句柄
NodeHandle nh_pub_person;
//4.创建发布对象
Publisher pub_obj_person = nh_pub_person.advertise("topic_name_pubsub_person", 100);
//5.组织数据
//在person.h中，person是命名空间pub_sub_pkg下的一个结构体
//创建person的实例化对象并赋值
pub_sub_pkg::person person_obj;
person_obj.NO = 0;
person_obj.name = "Zhang San";
person_obj.age = 17;
person_obj.height = 1.78;
person_obj.job = "student";
//6.发布数据
Rate rate(1);
while(ok())
{
person_obj.NO ++;
pub_obj_person.publish(person_obj);
//至此已完成发布
//打印日志
ROS_INFO("n Personnel information: n NO.:%u, n NAME: %s, n AGE: %d, n HEIGHT: %.2f, n JOB: %s",
person_obj.NO, person_obj.name.c_str(), person_obj.age, person_obj.height, person_obj.job.c_str());
rate.sleep();
spinOnce();
}
return 0;
}
2.配置CMakeLists.txt文件
#添加可执行文件
#add_executable(节点名，一般同文件名 src/文件名.cpp)
add_executable(demo5_pub_person src/demo5_pub_person_c.cpp)
# add_dependencies(节点名 ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
add_dependencies(demo5_pub_person ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
#该操作可保证在编译过程中先编译【.msg】文件再编译cpp源文件，防止编译过程中出错
#修改目标链接库
#target_link_libraries(节点名
# ${catkin_LIBRARIES}
#)
target_link_libraries(demo5_pub_person
${catkin_LIBRARIES}
)
2.2 订阅方实现（C++）
1.源码
//1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "pub_sub_pkg/person.h"
using namespace ros;
//5.接收数据(callback)
void callback_person(const pub_sub_pkg::person::ConstPtr &person_msg)
{
ROS_INFO("n Received Personnel Information: n NO.:%u, n NAME: %s, n AGE: %d, n HEIGHT: %.2f, n JOB: %s",
person_msg->NO, person_msg->name.c_str(), person_msg->age, person_msg->height, person_msg->job.c_str());
}
int main(int argc, char **argv)
{
//2.初始化ROS节点
init(argc, argv, "demo6_sub_person");
//3.创建句柄
NodeHandle nh_sub_person;
//4.创建订阅对象
Subscriber sub_obj_person = nh_sub_person.subscribe("topic_name_pubsub_person", 100, callback_person);
spin();
return 0;
}
2.配置CMakeLists.txt文件
#添加可执行文件
#add_executable(节点名，一般同文件名 src/文件名.cpp)
add_executable(demo6_sub_person src/demo6_sub_person_c.cpp)
# add_dependencies(节点名 ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
add_dependencies(demo6_sub_person ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
#该操作可保证在编译过程中先编译【.msg】文件再编译cpp源文件，防止编译过程中出错
#修改目标链接库
#target_link_libraries(节点名
# ${catkin_LIBRARIES}
#)
target_link_libraries(demo6_sub_person
${catkin_LIBRARIES}
)
2.3 测试
-
发布订阅
-
计算图
分析:
在模型实现中，ROS master 不需要实现，而连接的建立也已经被封装了，需要关注的关键点有三个:
发布方 接收方 数据(此处为自定义消息)
流程:
编写发布方实现； 编写订阅方实现； 为python文件添加可执行权限； 编辑配置文件； 编译并执行。3.0 VScode配置
为了方便代码提示以及误抛异常，需要先配置 vscode，将前面生成的 python 文件路径配置进 settings.json
{
"python.autoComplete.extraPaths": [
"/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages",
"/xxx/yyy工作空间/devel/lib/python3/dist-packages"
"/home/【workspace_name】/devel/lib/python2.7（或python3）/dist-packages/" #添加 head 文件路径
]
}
3.1 发布方实现（Python）
Python源文件放置路径于：【/workspace_name / src / pkg_name / scripts / file_name.py】
- 源文件
#! /usr/bin/env python
# 1. import bag
import rospy
from pub_sub_pkg.msg import person
if __name__ == "__main__":
# 2. initialization ROS node
rospy.init_node("demo7_pub_person")
# 3. Create a publish object
# def __init__(self, name, data_class, subscriber_listener=None, tcp_nodelay=False, latch=False, headers=None, queue_size=None):
pub_obj_person = rospy.Publisher("topic_name_pubsub_person", person, queue_size=100)
# 4. Publish
# 4.1 Create a data object
message_person = person()
message_person.NO = 0
message_person.name = "Zhang MaZi"
message_person.age = 36
message_person.job = "robber"
# 4.2 Publish loop
# 4.2.1 set rate 1Hz
rate = rospy.Rate(1)
while not rospy.is_shutdown(): #chek node life
message_person.NO += 1
pub_obj_person.publish(message_person)
#print log information
rospy.loginfo("n Publish message: n NO.: %d n Name: %s n Age: %d n Job: %s",
message_person.NO, message_person.name, message_person.age, message_person.job)
rate.sleep()
- 添加可执行权限
进入scripts /目录
$ chmod +x *.py #【*.py】可实现对目录下所有Python文件添加可执行权限 #或 $ chmod +x 【python_file_name.py】 #ll指令可查看权限3.2 订阅方实现（Python）
#! /usr/bin/env python
# 1. import bag
import rospy
from pub_sub_pkg.msg import person
# 4. data processing
def callback_sub_py_person(person_msg_get):
rospy.loginfo("n Received Personnel Information: n NO.: %d n Name: %s n Age: %d n Job: %s",
person_msg_get.NO, person_msg_get.name, person_msg_get.age, person_msg_get.job)
if __name__ == "__main__":
# 2. initialization ROS node
rospy.init_node("demo8_sub_person")
# 3. Create a Subscriber object
# def __init__(self, name, data_class, callback=None, callback_args=None,
# queue_size=None, buff_size=DEFAULT_BUFF_SIZE, tcp_nodelay=False):
sub_obj_person = rospy.Subscriber("topic_name_pubsub_person", person, callback_sub_py_person, queue_size=100)
# 5. callback
rospy.spin()
- 添加可执行权限
进入scripts /目录
$ chmod +x *.py #【*.py】可实现对目录下所有Python文件添加可执行权限 #或 $ chmod +x 【python_file_name.py】 #ll指令可查看权限3.3 测试
- 发布订阅
- 计算图
