ROS编写第一个订阅器

Posted 2022-12-20 cporoske

在上一篇文章中，我们实现了第一个ROS程序—发布器(publisher)，然而在上一篇文章的最后我们也注意到，尽管我们的程序非常小，但占据的CPU资源却非常多。

这是因为在发布器的while循环里没有执行必要的sleep操作，使得发布器一直以最高速率运行，长时间占用CPU。

本篇文章分为以下两部分：

1. 在发布器中加入sleep调用使发布器的频率稳定在1Hz
2. 实现一个订阅器（Subscriber)

1. 发布器加入sleep

事实上，我们所需要做的只有两行工作，首先创建一个ros::Rate对象，然后在while循环里调用该对象的.sleep()函数即可。

修改后完整的代码如下：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/Float64.h>

int main(int argc, char **argv) 
    ros::init(argc, argv, "minimal_publisher"); // 初始化节点名
    ros::NodeHandle n; //
    
    // ++++
    ros::Rate s_timer(1.0); // 参数1.0代表发布频率即1.0Hz
    // ++++
    
    ros::Publisher my_publisher_object = n.advertise<std_msgs::Float64>("topic1", 1); // 创建一个发布器，调用advertise通知ROS Master话题名称以及话题类型
    //"topic1" 是话题名
    // 参数 "1" 是queue_size，表示缓冲区大小
    
    std_msgs::Float64 input_float; // 创建一个发布器将要使用的消息变量
    // 该消息定义在： /opt/ros/indigo/share/std_msgs
    // 在ROS中发布的消息都应该提前定义，以便订阅者接收到消息后该如何解读
    // Float64消息的定义如下，其中包含一个数据字段data：
    // float64 data
    
    input_float.data = 0.0; // 设置数据字段
    
    
    // 程序所要做的工作将在下面的循环里完成
    while (ros::ok()) 
    
        // 该循环没有sleep，因此将一直处于运行状态，不断消耗CPU资源
        input_float.data = input_float.data + 0.001; //每循环一次+0.01
        my_publisher_object.publish(input_float); // 发布消息到对应的话题
        // ++++
        s_timer.sleep(); // 在这里调用sleep函数可以让程序在这里
        // 停止一段时间以便达到要求的发布频率
        // ++++
    

将修改后的发布器重新进行编译，然后按照和上篇文章一样依次运行：

roscore

再打开一个终端，运行

rosrun my_minimal_node my_minimal_publisher # 启动发布器

检查发布频率，运行

rostopic hz /topic1

可以看到此时发布器的发布频率已经基本稳定在1Hz了。然后检查系统监视器的状态：

也同样可以看到此时CPU的占用率已经降下来了。

2. 实现一个订阅器

首先将我们提前修改好的订阅器代码复制到src目录下，代码如下：

#include<ros/ros.h> 
#include<std_msgs/Float64.h> 
void myCallback(const std_msgs::Float64& message_holder) 
 
  // 打印出我们接收到的值
  ROS_INFO("received value is: %f",message_holder.data); 
 

int main(int argc, char **argv) 
 
  ros::init(argc,argv,"minimal_subscriber"); //初始化节点
  // 节点名定义为 minimal_subscriber
  ros::NodeHandle n; // 节点句柄，用来创建订阅器
  // 订阅话题'topic1'
  // subscribe中的mycallback是回调函数，每当有新数据到来时，该函数
  // 便会被调用
  // 实际的工作是在回调函数中完成的
  
  ros::Subscriber my_subscriber_object=
      n.subscribe("topic1",1,myCallback); 

  ros::spin(); // 类似于 `while(1)`语句，但是当有新消息到来时，会调用回调函数

  return 0; 
 

然后和上篇文章一样，为了编译我们刚写的订阅器，我们还需要修改CMakeLists.txt文件，以便让编译器知道应该编译我们新增的文件。类比上篇文章的发布器，我们在CMakeLists.txt文件中加入如下两行：

add_executable(my_minimal_subscriber src/minimal_subscriber .cpp) # 第一个参数是生成后的可执行文件名 第二个参数
# 是源文件路径名
target_link_libraries(my_minimal_subscriber  $catkin_LIBRARIES) # 链接库

打开终端，导航到工作区目录下~/catkin_ws，然后执行命令

catkin_make

等待编译完成后，依次执行命令（这些命令都是在不同的终端下输入）

roscore
rosrun my_minimal_node my_minimal_publisher
rosrun my_minimal_node my_minimal_subscriber

然后在订阅器的终端下就可以看出输出

运行命令rosnode list检查节点

最后，可以运行命令

rqt_graph

来显示一个图形化的节点-话题连接图：

由上面的直观展示可以看出，消息由发布器流出到话题topic1然后再流向订阅器。

视频

ROS编写第一个订阅器程序

以上所有过程我录制了一个视频，在浏览文章过程中如果遇到问题，您可以查看视频来看看我是怎么做的。