ROS系统 C++或Python实现话题消息的定义与使用

Posted 2021-08-04 ʚVVcatɞ

如何自定义话题消息

• 定义msg文件

• 在package.xml中添加功能包依赖

• 在CMakeLists.txt添加编译选项

• 编译生成语言相关文件

• 创建 msg 文件

cd ~/catkin_ws/src/learning_topic

mkdir msg 

在 msg目录中创建 Person.msg 文件

cd msg

touch Person.msg

在 Person.msg 文件中添加以下代码：

string name
uint8 sex
uint8 age

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

在package.xml中添加功能包依赖

  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend>

• build_depend：编译依赖
• exec_depend：执行依赖
  
  在CMakeLists.txt添加编译选项
  

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  ......
  ......
  message_generation 
)

add_message_files(FILES Person.msg)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)

• add_message_files：将定义的 Person.msg 作为接口
• generate_messages：生成依赖和服务

catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES learning_topic
  CATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim message_runtime
#  DEPENDS system_lib
)

配置完成后，对工程目录进行编译

cd ~/catkin_ws

catkin_make

编译完成后在 ~/catkin_ws/devel/include/learning_topic 目录下生成 Person.h 头文件。

以下是生成 Person.h 头文件的内容。

通过以下代码去调用生成的 Person.h 头文件

在 src 目录下创建 两个 cpp文件

cd ~/catkin_ws/src/learning_topic/src

创建 person_publisher.cpp 文件

touch person_publisher.cpp

person_publisher.cpp 文件中的内容

代码功能：发布/person_info话题，自定义消息类型learning_topic::Person

#include <ros/ros.h>
#include "learning_topic/Person.h"

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

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;

    // 创建一个Publisher，发布名为/person_info的topic，消息类型为learning_topic::Person，队列长度10
    ros::Publisher person_info_pub = n.advertise<learning_topic::Person>("/person_info", 10);

    // 设置循环的频率
    ros::Rate loop_rate(1);

    int count = 0;
    while (ros::ok())
    {
        // 初始化learning_topic::Person类型的消息
    	learning_topic::Person person_msg;
		person_msg.name = "Tom";
		person_msg.age  = 18;
		person_msg.sex  = learning_topic::Person::male;

        // 发布消息
		person_info_pub.publish(person_msg);

       	ROS_INFO("Publish Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
				  person_msg.name.c_str(), person_msg.age, person_msg.sex);

        // 按照循环频率延时
        loop_rate.sleep();
    }

    return 0;
}

创建 person_subscriber.cpp 文件

touch person_subscriber.cpp

person_subscriber.cpp 文件中的内容

代码功能：订阅/person_info话题，自定义消息类型learning_topic::Person

#include <ros/ros.h>
#include "learning_topic/Person.h"

// 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数
void personInfoCallback(const learning_topic::Person::ConstPtr& msg)
{
    // 将接收到的消息打印出来
    ROS_INFO("Subcribe Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
			 msg->name.c_str(), msg->age, msg->sex);
}

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

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;

    // 创建一个Subscriber，订阅名为/person_info的topic，注册回调函数personInfoCallback
    ros::Subscriber person_info_sub = n.subscribe("/person_info", 10, personInfoCallback);

    // 循环等待回调函数
    ros::spin();

    return 0;
}

如何配置CMakeLists.txt中编译规则

• 设置需要编译的代码和生成的可执行文件
• 设置链接库
• 添加依赖项

在CMakeLists.txt文件中添加以下代码：

add_executable(person_publisher src/person_publisher.cpp)
target_link_libraries(person_publisher ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_publisher ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

add_executable(person_subscriber src/person_subscriber.cpp)
target_link_libraries(person_subscriber ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_subscriber ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

• add_executable：通过指定的源文件列表构建出可执行目标文件。
• target_link_libraries：该指令的作用为将目标文件与库文件进行链接。
• add_dependencies：该指令的作用为链接动态库或依赖项。

编译工程项目

cd ~/catkin_ws

catkin_make

启动ROS Master

roscore

启动自定义的订阅者节点

rosrun learning_topic person_subscriber

启动自定义的发布者节点

rosrun learning_topic person_publisher

---

用Python代码实现方式

cd ~/catkin_ws/src/learning_topic/scripts

创建 person_publisher.py 和 person_subscriber.py Python文件

touch person_publisher.py

用Python创建发布者代码：
以下代码的功能：发布/person_info话题，自定义消息类型learning_topic::Person

import rospy
from learning_topic.msg import Person

def velocity_publisher():
	# ROS节点初始化
    rospy.init_node('person_publisher', anonymous=True)

	# 创建一个Publisher，发布名为/person_info的topic，消息类型为learning_topic::Person，队列长度10
    person_info_pub = rospy.Publisher('/person_info', Person, queue_size=10)

	#设置循环的频率
    rate = rospy.Rate(10) 

    while not rospy.is_shutdown():
		# 初始化learning_topic::Person类型的消息
    	person_msg = Person()
    	person_msg.name = "Tom";
    	person_msg.age  = 18;
    	person_msg.sex  = Person.male;

		# 发布消息
        person_info_pub.publish(person_msg)
    	rospy.loginfo("Publsh person message[%s, %d, %d]", 
				person_msg.name, person_msg.age, person_msg.sex)

		# 按照循环频率延时
        rate.sleep()

if __name__ == '__main__':
    try:
        velocity_publisher()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

touch person_subscriber.py

注意：需要将Python设置为可执行文件。

用Python创建订阅者代码：
以下代码的功能：订阅/person_info话题，自定义消息类型learning_topic::Person

import rospy
from learning_topic.msg import Person

def personInfoCallback(msg):
    rospy.loginfo("Subcribe Person Info: name:%s  age:%d  sex:%d", 
			 msg.name, msg.age, msg.sex)

def person_subscriber():
	# ROS节点初始化
    rospy.init_node('person_subscriber', anonymous=True)

	# 创建一个Subscriber，订阅名为/person_info的topic，注册回调函数personInfoCallback
    rospy.Subscriber("/person_info", Person, personInfoCallback)

	# 循环等待回调函数
    rospy.spin()

if __name__ == '__main__':
    person_subscriber()

Python代码不需要重新编译，可以直接执行。

rosrun learning_topic person_publisher.py

rosrun learning_topic person_subscriber.py