ROS第四课：话题通信

2024-02-07 18:59:49

简单话题通信

话题通信用于不断更新的，少逻辑处理的数据传输场景。编写程序时，关注三方面：发布者、订阅者和通信数据。
对于简单的话题通信，即仅一段普通文本，其他步骤与前相同，这里仅整理出代码：

发布方

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include <sstream>
/*
   发布方实现：
      1.包含头文件
        ROS中文本类型 ---> std_msgs/String.h
      2.初始化ROS节点
      3.创建节点句柄
      4.创建发布者对象
      5.编写发布逻辑并发布数据

*/

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    //2.初始化ROS节点(创建节点)
    ros::init(argc,argv,"erGouZi");
    //3.创建节点句柄
    ros::NodeHandle nh;
    //4.创建发布者对象
    ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("fang",10);
    //5.编写发布逻辑并发布数据
    //要求以10HZ的频率发布数据，并且hello文本后要添加编号
    //先创建被发布的信息
    std_msgs::String msg;
    //发布频率
    ros::Rate rate(10);
    //设置编号
    int count = 0;
    //编写循环，循环中发布数据
    while (ros::ok())
    {
        count++;
        //实现字符串拼接
        std::stringstream ss;
        ss <<"hello ---> " << count;
        //msg.data="hello";
        msg.data = ss.str();

        pub.publish(msg);
        //添加日志
        ROS_INFO("发布的数据是：%s",ss.str().c_str());
        rate.sleep();
        ros::spinOnce();//官方建议，处理回调函数
    }
    
    return 0;
}

订阅方

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

/*
订阅方实现：
      1.包含头文件
        ROS中文本类型 ---> std_msgs/String.h
      2.初始化ROS节点
      3.创建节点句柄
      4.创建订阅者对象
      5.处理订阅到的数据
      6.声明spin函数,spin函数会回头反复执行doMsg函数

*/


void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr &msg){
    //通过msg获取并操作订阅到的数据
    ROS_INFO("翠花订阅的数据：%s",msg->data.c_str());
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    //2.初始化ROS节点
    ros::init(argc, argv, "cuiHua");
      //3.创建节点句柄
      ros::NodeHandle nh;
      //4.创建订阅者对象
      ros::Subscriber sub = nh.subscribe("fang",10,doMsg);
      //5.处理订阅到的数据

      ros::spin();

    return 0;
}

TIPS
①const删去；
②有时，提示ros/ros.h No such file or dirctory…，此时注意检查CMakeList.txt中，find_package中出现的重复，删去内容较少的即可；
③订阅方对订阅到的数据进行处理时用到了回调函数，之后需加ros::spin();保证回调函数的正常运行
④使用rostopic echo <话题名> 来对没有日志输出的发布方是否正确发布信息进行检测，如本项目使用rostopic echo fang
⑤关于订阅者接收到的信息前几条数据丢失，是因为发布方发布数据时，还未完成注册，解决方法是，在信息发布之前，先休息一段时间ros::Duration(3).sleep(); //休眠3s
⑥防止中文乱码setlocale(LC_ALL," ");
⑦使用rqt_graph查看计算图

自定义话题通信

ROS中std_msgs中已经封装了一些原生的数据类型，但是由于描述性较差，在多数情况下需要自定义消息，对于自定义消息的话题通信，需要以下三个步骤来完成准备工作：

按照固定格式创建msg文件
功能包下新建msg文件，本项目新建person.msg，内容为

string name
int32 age
float32 height

编辑配置文件
（1）在package.xml中添加以下依赖：
<build_depend>message_generation</build_depend> <build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>
（2）在CMakeList.txt文件中进行以下修改：
①find package下添加message_generation；
②add message_files下释放注释，并写入自己的message文件名：person.msg；
③generatio_message下释放注释；
④catkin_package下释放CATKIN_DEPENDS行，并添加message_runtime；
编译生成可被python或C++调用的中间文件
编译一下即可生成中间文件，其中C++所需中间文件卫devel/include/plumbing_pub_sub下的person.h；python所需的中间文件为devel/lib/python2.7（不同版本，这里数字可能不同）/msg下的_person.py。
接下来需要对vscode进行配置，这里仅介绍C++的情况：
需将前边生成的head文件路径配置进c_cpp_properties.json的includePath中，可按系列步骤进行：
①将deve/include/plumbing_pub_sub在集成终端中打开（注意右键时，应在plumbing_pub_sub上右击）；
②使用pwd命令打印路径；
③将路径粘贴到.cscode/c_cpp_properties中的includePath路径下（可仿照前几行将include/后改称**，意为包含include文件夹下的所有文件）

之后分别完成发布方和订阅方的实现

发布方

新建文件
在功能包下src文件夹中新建文件demo03_pub_person.cpp；
编辑代码
键入代码：（见第3点后边）
配置CMakeList.txt
①add_excutable…同前规则
add_executable(demo03_pub_person src/demo03_pub_person.cpp)；
②target_link_libraries…同前规则
target_link_libraries(demo03_pub_person ${catkin_LIBRARIES} )；
③释放add_dependencies，并修改参数（建议复制出新的一行进行释放）：第一个参数修改为映射名，第二个参数为${PROJECT_NAME}_generate_message_cpp（没看懂）：

add_dependencies(demo03_pub_person ${PROJECT_NAME}_generate_message_cpp)
#保证编译时，先编译msg文件再编译发布文件，防止出现逻辑错误。

#include "ros/ros.h"
#include "plumbing_pub_sub/person.h"
/*
     发布方：发布人的消息
         1.包含头文件
            #include "plumbing_pub_sub/person.h"
         2.初始化ROS节点
         3.创建节点句柄
         4.创建发布者对象
         5.编写发布逻辑，发布数据



*/
int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    ROS_INFO("这是消息的发布方");
    //2.初始化ROS节点
    ros::init(argc,argv,"banZhuRen");
    //3.创建节点句柄
    ros::NodeHandle nh;
    //4.创建发布者对象
    ros::Publisher pub = nh.advertise<plumbing_pub_sub::person>("liaoTian",10);
    //5.编写发布逻辑，发布数据
    //5-1.创建被发布的数据
    plumbing_pub_sub::person person;
    person.name = "张三";
    person.age = 1;
    person.height = 1.73;
    //5-2.设置发布频率
    ros::Rate rate(1);
    //5-3.循环发布数据
    while(ros::ok()){

        //修改数据
        ros::Duration(3).sleep();
        //核心：发布数据
        pub.publish(person);
        ROS_INFO("发布的消息：%s,%d,%.2f",person.name.c_str(),person.age,person.height);
        //休眠
        rate.sleep();
        //建议
        person.age += 1;
        ros::spinOnce();
    }
    return 0;
}

订阅方

新建文件
略；
编辑代码
见第3点后；
配置CMakeList.txt
和发布方配置时完全相同，修改以下文件名即可。

#include "ros/ros.h"
#include "plumbing_pub_sub/person.h"
/*
     发布订阅方：订阅消息
         1.包含头文件
            #include "plumbing_pub_sub/person.h"
         2.初始化ROS节点
         3.创建节点句柄
         4.创建订阅者对象
         5.编写回调函数，处理订阅数据
         6.调用spin()函数，spin()函数保证回调函数的正常运行

*/

void doPerson(const plumbing_pub_sub::person::ConstPtr &person){
    ROS_INFO("订阅人的信息:%s,%d,%.2f",person->name.c_str(),person->age,person->height);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    ROS_INFO("订阅方实现");
        //  2.初始化ROS节点
        ros::init(argc,argv,"jiaZhang");
        //  3.创建节点句柄
        ros::NodeHandle nh;
        //  4.创建订阅者对象
        ros::Subscriber sub = nh.subscribe("liaoTian",10,doPerson);
        //  5.编写回调函数，处理订阅数据
        //  6.调用spin()函数，spin()函数保证回调函数的正常运行
        ros::spin();
    return 0;
}

编译后运行程序，记得先运行roscore。

参考：Autolabor

码农公寓

简单话题通信

自定义话题通信

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