ROS节点通信（一）消息发布和订阅

目录

• 1、说明
• 2、创建工作空间
• 3、创建功能包
• 4、编写自定义传输类型文件
• 5、编写源代码
  • 5.1、编写发布者代码
  • 5.2、编写订阅者代码
• 6、编译
• 7、启动运行
• 8、查看ROS网络结构图

1、说明

编写完ROS的hello world程序后，基本可以了解ROS的功能包开发的流程，现在再编写一个节点通信的测试代码，使用 topic 模式，即发布-订阅者模式，且传递的消息是自定义类型

上代码

2、创建工作空间

该例不再创建新的工作空间，和hello world示例共用一个

3、创建功能包

cd src
catkin_create_pkg test_topic message_generation std_msgs roscpp

这里在创建功能包的时候，顺带把需要依赖的库也加进去了，好处就是，会默认把依赖库添加到 CMakeLists.txt 和 package.xml 中，而在 hello world 例子中，是手动添加的

message_generation 会根据自定义类型的描述文件生成代码

std_msgs 是ROS的字符串类

这个功能包的名称就是 test_topic

4、编写自定义传输类型文件

cd test_topic
mkdir msg && cd msg
touch MessageDefine.msg

编辑 MessageDefine.msg 文件，内容如下：

time stamp
int32 data
string speak

这里有三种类型，time 会生成ROS的Time类，这里不做详细说明

5、编写源代码

cd ../src

依照惯例，代码还是放在src目录下

5.1、编写发布者代码

新增文件 test_publisher.cpp，代码如下：

#include <ros/ros.h>
#include <test_topic/MessageDefine.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    //初始化发布者节点名称
    ros::init(argc, argv, "topic_publisher");
    //声明节点句柄与ROS系统进行通讯
    ros::NodeHandle nh;
    //声明发布者，创建一个使用test_topic功能包MessageDefine消息文件的发布者
    //ros_tutorial_pub,话题名称是ros_message，消息发布者队列设置为100，如果消息发送太快，缓冲区的消息大于100,则会丢弃队列头
    ros::Publisher ros_tutorial_pub = nh.advertise<test_topic::MessageDefine>("ros_message", 100);
    //设定循环周期0.25HZ，4秒，需要配合sleep方法使用
    ros::Rate loop_rate(0.25);
    test_topic::MessageDefine msg; //声明一个消息
    int count = 0;
    std::stringstream talk;
    while (ros::ok())
    {
        //给MessageDefine.msg文件中的消息变量赋值
        msg.stamp = ros::Time::now();
        msg.data = count;
        msg.speak = "hello world, number: " + std::to_string(count);
        ROS_INFO("send stamp second = %d", msg.stamp.sec); //显示消息
        ROS_INFO("send data = %d", msg.data);
        ROS_INFO("%s", msg.speak.c_str());
        ros_tutorial_pub.publish(msg); //发布显示的消息
        ros::spinOnce();               //循环等待订阅节点的所有回调函数
        loop_rate.sleep();             //按设定值循环
        ++count;
    }
    return 0;
}

这里的 ros_message 是topic名称

5.2、编写订阅者代码

ros_message新增 test_subscriber.cpp，代码如下：

#include <ros/ros.h>
#include <test_topic/MessageDefine.h>

//回调函数
void messageCallback(const test_topic::MessageDefine::ConstPtr &msg)
{
    ROS_INFO("recieve stamp second = %d", msg->stamp.sec);
    ROS_INFO("recieve data = %d", msg->data);
    ROS_INFO("receive str:[%s]", msg->speak.c_str());
}
int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "topic_subscriber"); //初始化订阅者节点
    ros::NodeHandle nh;
    //声明订阅者，创建一个使用test_topic功能包MessageDefine消息文件的订阅者
    //ros_tutorial_sub，订阅的话题名称是ros_message，消息接收者队列设置为100，如果消息处理太慢，缓冲区的消息数量大于100,则丢弃队列头部的消息
    ros::Subscriber ros_tutorial_sub = nh.subscribe<test_topic::MessageDefine>("ros_message", 100, messageCallback);
    ros::spin(); //调用后台，等待接收消息
    return 0;
}

ros::spin() 让程序进入自循环的挂起状态，让程序以最好的效率接收并执行回调

当有消息达到 ros_message 时，执行一次回调函数

6、编译

修改编译配置

因为创建功能包的时候，显示地指定了依赖，这些依赖会自动写进 CMakeLists.txt 和 package.xml 文件中，CMakeLists.txt 需要简单修改，package.xml文件无需改动

CMakeLists.txt 文件如下

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(test_topic)

add_compile_options(-std=c++11)

#依赖库，创建包的时候添加了依赖，这里自动生成
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  message_generation
  roscpp
  std_msgs
)

#添加自定义类型文件，这里自动生成的代码中注释说在msg文件夹下
## Generate messages in the 'msg' folder
add_message_files(
  FILES
  MessageDefine.msg
)
generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)
catkin_package(
 LIBRARIES test_topic
 CATKIN_DEPENDS roscpp std_msgs
)

include_directories(
  ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)

#以下内容需要手动添加修改
add_executable(${PROJECT_NAME}_publisher_node src/test_publisher.cpp)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_publisher_node  ${catkin_LIBRARIES})

add_executable(${PROJECT_NAME}_subscriber_node src/test_subscriber.cpp)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_subscriber_node  ${catkin_LIBRARIES})

编译指定包

catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="test_topic"

7、启动运行

该例的包名为 test_topic，连个节点名是 test_topic_publisher_node 和 test_topic_subscriber_node

先启动节点管理器

roscore

启动发布者节点

cd ~/project/catkin_ws
source devel/setup.bash
rosrun test_topic test_topic_publisher_node

启动订阅者节点

cd ~/project/catkin_ws
source devel/setup.bash
rosrun test_topic test_topic_subscriber_node

查看效果，发布者每隔一段时间发送数据，订阅者接收到数据，打印出来

8、查看ROS网络结构图

rqt_graph

结构图如下：