** ROS学习笔记----->ROS基础------->基础编程
day 3 2019/1/22 帅某 南京工程学院**
本笔记根据胡春旭老师教程记下，胡老师辛苦了，讲的特别棒，收获很大。谢谢胡老师

配套代码链接：(https://download.csdn.net/download/weixin_43262513/10931519 )，直接复制粘贴即可

一.工作空间（workspace）（C++编程）------->存放工程开发相关文件的文件夹

src（source space）文件夹：工程源码文件夹
build(build space)文件夹：编译产生的中间文件
devel(developmant space)文件夹：编译产生的可执行文件，脚本等
install（install space）文件夹：安装编译的文件，内容与devel 相同，ROS把两个合成一个文件夹。
二.创建工作空间
步骤一：直接在根目录创建文件夹 名称：catkin_ws ,然后在catkin_ws文件夹内创建文件夹src(存放功能源码)
,以下catkin_ws 直接简称根目录。

步骤二：src 目录下，右键打开终端。初始化工作空间

catkin_init_workspace
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成功之后，打开src文件夹，可以看到新产生的 .TXT 文件

步骤三：根目录下编译工作空间

catkin_make
注：ros把linux原来编译命令重新封装，并不是 make命令
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跟目录下生成两个文件夹，build和devel（install和devel一样，只生成一个devel）

步骤四：设置环境变量————————>高速系统功能包，脚本等文件所在的位置

source devel +table
注：根据不同编译器，选择不同脚本。本人是bash
source devel/setup.bash #只在当前环境终端生效，其他终端无效，zsh编译器换成setup.zsh
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对所有环境变量有效设置方法，建议使用这种方法：

vi ~/.bashrc #用vi打开当前用户目录下的.bashrc文件
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最后一行插入：

source ~/catkin_ws/devel/setup.bash #~意思：绝对跳转到根目录即catkin_ws
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保存，退出

source ~/.bashrc #立即生效
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步骤五：检查环境变量

echo $ROS_PACKAGE_PATH
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有两个路径，自己新建的src路径，和ROS官方路径
步骤六：创建功能包（存放代码）

cd src
catkin_create_pkg+功能包名字+其他依赖的功能包，如
catkin_create_pkg learning_communication std_msgs rospy roscpp
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learning_communication :功能包名字
std_msgs :ros定义的标准结构
rospy ：ros提供的python接口
roscpp：C++ 编程接口

步骤七：编译功能包 回到根目录下

catkin_make
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编译成功

注：一个工作空间下，能不能出现同名功能包！！！！！！！！！！
当不同空间出现同名功能包时候，ros解决方法是工作空间的覆盖overlaying，后设置环境变量放在最前端，优先被查找。
三.ros通讯编程
1.话题编程（定义srv文件）
（相关介绍，请看我的博文(https://blog.csdn.net/weixin_43262513/article/details/86572895 )）

步骤一：实现一个发布者（代码请见文章开头）
src—>learing_communication----->src目录下，创建文件 taiker.cpp
打开文件，写入----------------->C++编程，还好我之前学了C++和C#，哈哈。我使用 明日科技 的书，感觉还不错，有很多视频教程。C#光盘我已经上传（(https://download.csdn.net/download/weixin_43262513/10904365 )），C++忘记了。

/**
* 该例程将发布chatter话题，消息类型String
*/

#include <sstream>
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

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

// 创建节点句柄
ros::NodeHandle n;

// 创建一个Publisher，发布名为chatter的topic，消息类型为std_msgs::String
ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);

// 设置循环的频率
ros::Rate loop_rate(10);

int count = 0;
while (ros::ok())
{
// 初始化std_msgs::String类型的消息
std_msgs::String msg;
std::stringstream ss;
ss << "hello world " << count;
msg.data = ss.str();

// 发布消息
ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
chatter_pub.publish(msg);

// 循环等待回调函数
ros::spinOnce();

// 按照循环频率延时，只要写循环一定要加
loop_rate.sleep();
++count;
}

return 0;
}
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步骤二：实现一个订阅者

/**
* 该例程将订阅chatter话题，消息类型String
*/

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

// 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数

http://edu.cfeph.com.cn/room/c7652051
http://blog.xmnn.cn/?uid-3406058
http://blog.xmnn.cn/?uid-3406059/
http://blog.xmnn.cn/?uid-3406060
https://pic.gmw.cn/home_14214201.html
https://m.artand.cn/uid/767656/feed

//

//
//std_msgs::String::ConstPtr& msg std_msgs类中的String中的
//讲解请参考博主文章，代码最后贴出
//

 

 

void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
// 将接收到的消息打印出来
ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}

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

// 创建节点句柄
ros::NodeHandle n;

// 创建一个Subscriber，订阅名为chatter的topic，注册回调函数chatterCallback
ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);

// 循环等待回调函数
ros::spin();

return 0;
}
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std_msgs::String::ConstPtr& msg讲解:
(https://blog.csdn.net/KantsWang/article/details/82947669
https://blog.csdn.net/wengge987/article/details/50614957 )
步骤三：编译文件：
打开learning_communication下的cmakelist.text文件，加入：

add_executable(talker src/talker.cpp)
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})

add_executable(listener src/listener.cpp)
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})
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回到根目录：

catkin_make
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打开learning_communication（路径看图片），可以见到可以执行的文件。

步骤四：运行文件
终端一：

roscore
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终端二：

rosrun learning_communication talker
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启动learning_communication 功能包（文件夹）下面的talker

打开终端三：

rosrun learning_communication listener
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可以看到，talker和listener同步
打开终端三，查看计算图，输入：

rqt_graph
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与我之前发布的博文结构一致。

2.话题编程-----------自定义消息
一般在vatkin_ws——>src——>learning_commmunication
步骤一：新建文件夹msg------>person.msg
输入：

string name
uint8 sex
uint8 age

uint8 unknown = 0
uint8 male = 1
uint8 female = 2

https://i.dmzj.com/otherCenter/hisIndex?hisUid=110791673
http://i.dmzj.com/otherCenter/hisShareNews?hisUid=110791683
https://i.dmzj.com/otherCenter/hisIndex?hisUid=110791683
https://i.dmzj.com/otherCenter/hisIndex?hisUid=110791712
http://i.dmzj.com/otherCenter/hisShareNews?hisUid=110791712
https://i.dmzj.com/otherCenter/hisIndex?hisUid=110791732
http://i.dmzj.com/otherCenter/hisShareNews?hisUid=110791732
https://jlwz.cn/bbs/userinfo.aspx?touserid=443240&backurl=
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步骤二：package.xml文件中加入功能依赖

步骤三：在CMakelist.txet 添加编译选项

find_package(
..........
message_generation
........
)
add_message_files(FILES Person.msg)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)
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新建终端，编译：

catkin_make
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也可以在终端下输入：

rosmsg show Person
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可以查看文件是否导入到文件中。
四.服务编程
1.
2.服务编程过程（定义srv文件）

注意路径！！！！！！！！！！！！！！我就出错了

步骤一：定义srv文件
learning_communication文件中定义srv文件

步骤二：定义文件为AddTwoInts.srv

写入：

int64 a
int64 b
--- //必须有，两部分数据不同，必须分开
int64 sum
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步骤三：在CMakelist.txet 添加编译选项

find_package(.
.....
message_generation
......
)
catkin_package(CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime)
add_service_files(FILES AddTwoInts.srv)
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步骤四：编译

catkin_make
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步骤五：服务端

创建文件：server.cpp
写入：

/**
* AddTwoInts Server
*/

#include "ros/ros.h"
#include "learning_communication/AddTwoInts.h"

// service回调函数，输入参数req，输出参数res
bool add(learning_communication::AddTwoInts::Request &req,
//int64 a int64 b
learning_communication::AddTwoInts::Response &res)
//int64 sum
{
// 将输入参数中的请求数据相加，结果放到应答变量中
res.sum = req.a + req.b;
ROS_INFO("request: x=%ld, y=%ld", (long int)req.a, (long int)req.b);
ROS_INFO("sending back response: [%ld]", (long int)res.sum);

return true;
}

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

// 创建节点句柄
ros::NodeHandle n;

// 创建一个名为add_two_ints的server，注册回调函数add()
ros::ServiceServer service = n.advertiseService("add_two_ints", add);

// 循环等待回调函数
ROS_INFO("Ready to add two ints.");
ros::spin();

return 0;
}

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步骤六：客户端
新建文件：client.cpp

写入：

/**
* AddTwoInts Client
*/

#include <cstdlib>
#include "ros/ros.h"
#include "learning_communication/AddTwoInts.h"

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

// 从终端命令行获取两个加数
if (argc != 3)
{
ROS_INFO("usage: add_two_ints_client X Y");
return 1;
}

// 创建节点句柄
ros::NodeHandle n;

// 创建一个client，请求add_two_int service，service消息类型是learning_communication::AddTwoInts
ros::ServiceClient client = n.serviceClient<learning_communication::AddTwoInts>("add_two_ints");

// 创建learning_communication::AddTwoInts类型的service消息
learning_communication::AddTwoInts srv;
srv.request.a = atoll(argv[1]);
srv.request.b = atoll(argv[2]);

// 发布service请求，等待加法运算的应答结果
if (client.call(srv))
{
ROS_INFO("Sum: %ld", (long int)srv.response.sum);
}
else
{
ROS_ERROR("Failed to call service add_two_ints");
return 1;
}

return 0;
}

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在CMakelist.txet中加入：

add_executable(server src/server.cpp)
target_link_libraries(server ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(server ${PROJECT_NAME}_gencpp)
//生成一些文件。通过add_dependencies(server ${PROJECT_NAME}_gencpp)命令加入到server中去，下同

http://i.dmzj.com/otherCenter/hisShareNews?hisUid=110791647
https://i.dmzj.com/otherCenter/hisIndex?hisUid=110791647
http://i.dmzj.com/otherCenter/hisShareNews?hisUid=110791665
https://i.dmzj.com/otherCenter/hisIndex?hisUid=110791665
http://i.dmzj.com/otherCenter/hisShareNews?hisUid=110791673

add_executable(client src/client.cpp)
target_link_libraries(client ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(client ${PROJECT_NAME}_gencpp)
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根目录下，编译：

catlin_make
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生成可执行文件如上图。

步骤七：运行可执行文件
终端一：

roscore
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终端二：

rosrun learning_communication server
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可见没有client数据，端口一直等待。

端口三：

rosrun learning_communication client 58 25
//带入参数58 25
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五.动作编程
1.动作编程------>一种带连续反馈的问答机制，可在任务过程中终止运行。

 

2.动作编程。步骤与上述一样
步骤一：learning_communication目录下创建action文件

# Define the goal
uint32 dishwasher_id # Specify which dishwasher we want to use
---
# Define the result
uint32 total_dishes_cleaned
---
# Define a feedback message
float32 percent_complete

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编译：

catlin_make
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步骤二：定义服务端
文件夹：DoDishes_server.cpp

#include <ros/ros.h>
#include <actionlib/server/simple_action_server.h>
#include "learning_communication/DoDishesAction.h"

typedef actionlib::SimpleActionServer<learning_communication::DoDishesAction> Server;

// 收到action的goal后调用该回调函数
void execute(const learning_communication::DoDishesGoalConstPtr& goal, Server* as)
{
ros::Rate r(1);
learning_communication::DoDishesFeedback feedback;

ROS_INFO("Dishwasher %d is working.", goal->dishwasher_id);

// 假设洗盘子的进度，并且按照1hz的频率发布进度feedback
for(int i=1; i<=10; i++)
{
feedback.percent_complete = i * 10;
as->publishFeedback(feedback);
r.sleep();
}

// 当action完成后，向客户端返回结果
ROS_INFO("Dishwasher %d finish working.", goal->dishwasher_id);
as->setSucceeded();
}

int main(int argc, char** argv)
{
ros::init(argc, argv, "do_dishes_server");
ros::NodeHandle n;

// 定义一个服务器
Server server(n, "do_dishes", boost::bind(&execute, _1, &server), false);

// 服务器开始运行
server.start();

ros::spin();

return 0;
}

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步骤三：定义客户端文件DoDishes_client.cpp

#include <actionlib/client/simple_action_client.h>
#include "learning_communication/DoDishesAction.h"

typedef actionlib::SimpleActionClient<learning_communication::DoDishesAction> Client;

// 当action完成后会调用该回调函数一次
void doneCb(const actionlib::SimpleClientGoalState& state,
const learning_communication::DoDishesResultConstPtr& result)
{
ROS_INFO("Yay! The dishes are now clean");
ros::shutdown();
}

// 当action激活后会调用该回调函数一次
void activeCb()
{
ROS_INFO("Goal just went active");
}

// 收到feedback后调用该回调函数
void feedbackCb(const learning_communication::DoDishesFeedbackConstPtr& feedback)
{
ROS_INFO(" percent_complete : %f ", feedback->percent_complete);
}

int main(int argc, char** argv)
{
ros::init(argc, argv, "do_dishes_client");

// 定义一个客户端
Client client("do_dishes", true);

// 等待服务器端
ROS_INFO("Waiting for action server to start.");
client.waitForServer();
ROS_INFO("Action server started, sending goal.");

// 创建一个action的goal
learning_communication::DoDishesGoal goal;
goal.dishwasher_id = 1;

// 发送action的goal给服务器端，并且设置回调函数
client.sendGoal(goal, &doneCb, &activeCb, &feedbackCb);

ros::spin();

return 0;
}

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在CMakelist.txet中加入：

add_executable(DoDishes_client src/DoDishes_client.cpp)
target_link_libraries( DoDishes_client ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(DoDishes_client ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS})

add_executable(DoDishes_server src/DoDishes_server.cpp)
target_link_libraries( DoDishes_server ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(DoDishes_server ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS})

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编译

catkin_make
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终端一：

roscore
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终端二：

rosrun learning_communication DoDishes_client

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终端三：

rosrun learning_communication DoDishes_server
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终端四：查看计算图

rqt_graph
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