目录
一、基础知识
- 话题(topic) ----异步通信编程
- 节点间用来传输数据的重要总线；
- 使用 发布/订阅 模型，数据由发布者传输到订阅者，同一个话题的订阅者或发布者可以 不唯一 。
- 消息(Message)----话题数据
- 具有一定的类型和数据结构，包括ROS提供的标准类型和用户自定义类型；
- 使用编程语言无关的.msg文件定义，编译过程中生成对应的代码文件。
- 服务(Service)----同步通信机制
- 使用客户端/服务器(C/S)模型，客户端发送请求数据，服务器完成处理后返回应答数据；
- 使用编程语言无关的.srv文件定义请求和应答数据结构，编译过程中生成对应的代码文件。
- 参数(Parameter)----全局共享字典
- 功能包(Package)
- ROS软件中的基本单元，包含节点源码、配置文件、数据定义等。
- 功能包清单(Package manifest)
- 记录功能包的基本信息，包含作者信息、许可信息、依赖选项、编译标志等。
- 元功能包(Meta Packages)
- 组织多个用于同一目的的功能包
- ROS常用命令(使用tab进行命令补全)
- roscore------启动ROSMaster
- rosrun------运行功能包中某个节点
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// 功能包名 功能包中的某一个节点 $rosrun turtlesim turtlesim_node
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- rostopic
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// 1秒钟10次(频率) 话题名 消息数据类型 $rostopic pub -r 10 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "消息结构具体数据" ros里速度单位为m/s,角速度单位rad/s
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- rosservice
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//终端可以作为客户端去请求某个服务 $rosservice list //发布服务请求 $rosservice call/spawn "服务内容"
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- rosnode
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$rosnode list //查看所有话题节点，注：/rosout这个ros默认的话题 $rosnode info /turtlesim //查看某个节点的具体信息，如发布的哪些话题，订阅了哪些话题。
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- rosparam
- rosmsg
- rossrv
- rqt_graph------可视化工具查看系统中运行的计算图
- rosbag
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//话题记录 $rosbag record -a -O cmd_record //话题复现 $rosbag play cmd_record.bag
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二、工作空间与功能包
工作空间：
- src:代码空间
- build:编译空间
- devel:开发空间
- install:安装空间
1.创建工作空间
$mkdir -p ~/catkin_ws/src
$cd ~/catkin/src
$catkin_init_workspace2.编译工作空间
$cd ~/catkin_ws/
$catkin_make
//在生成install安装空间
$catkin_make install3.设置环境变量
$source devel/setup.bash4.检查环境变量
$echo $ROS_PACKAGE_PATH功能包：
注意：功能包是放置源码的最小单元，不能直接将源码放置src中。
1.创建功能包
$cd ~/catkin_ws/src
$catkin_create_pkg test_pkg std_msgs rospy roscpp2.编译功能包
$cd ~/catkin_ws
$catkin_make
$source ~/catkin_ws/devel/setup.bash三、发布者的编程实现
1、创建功能包
$cd ~/catkin_ws/src
$catkin_create_pkg learning_topic rosscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim2、创建发布者
- 初始化ROS节点
- 向ROS Master注册节点信息，包括发布的话题名和话题中的消息类型
- 创建消息数据
- 按照一定频率循环发布消息
将编写好的发布者的源码放置在~/catkin_ws/src/learning_topic/src
velocity_publisher.cpp
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
int main(int argc, char **argv)
{
// ROS节点初始化
ros::init(argc, argv, "velocity_publisher");
// 创建节点句柄
ros::NodeHandle n;
// 创建一个Publisher，发布名为/turtle1/cmd_vel的topic，消息类型为geometry_msgs::Twist，队列长度10
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geometry_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("Publsh 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;
}编写编译规则
- 设置需要编译的代码和生成的可执行文件
- 设置链接库
CMakeLists.txt
#########
##build##
#########
add_executable(velocity_publisher src/velocity_publisher.cpp)
target_link_libraries(velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})编译并运行发布者
$cd ~/catkin_ws
$catkin_make
//执行程序前一定要设置环境变量
$source devel/setup.bash
$roscore
$rosrun turtlesim turtlesim_node
$rosrun learning_topic velocity_publisher四、订阅者的编程实现
1、实现订阅者
- 初始化ROS节点
- 订阅需要的话题
- 循环等待话题消息，接受到消息后进入回调函数
- 在回调函数中完成消息处理
pose_subscriber.cpp
/**
* 该例程将订阅/turtle1/pose话题，消息类型turtlesim::Pose
*/
#include <ros/ros.h>
#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
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topic，注册回调函数poseCallback
ros::Subscriber pose_sub = n.subscribe("/turtle1/pose", 10, poseCallback);
// 循环等待回调函数
ros::spin();
return 0;
}编写编译规则
CMakeLists.txt
#########
##build##
#########
add_executable(pose_subscriber src/pose_subscriber.cpp)
target_link_libraries(pose_subscriber ${catkin_LIBRARIES})编译并运行发布者
$cd ~/catkin_ws
$catkin_make
//执行程序前一定要设置环境变量
$source devel/setup.bash
$roscore
$rosrun turtlesim turtlesim_node
$rosrun learning_topic pose_subscriber