ROS 多个传感器 publish 同一个Topic

Posted

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了ROS 多个传感器 publish 同一个Topic相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

梳理一下概念

ROS Node 之间进行通信所利用的最重要的机制就是消息传递,在 ROS 中,消息有组织的(其实就是定义 Msg 格式)放到 Topic 里进行传递

Publisher
  1. 生成信息,通过ROS Topic与其它Node进行通信。
  2. 通常用于处理原始的传感器信息,如相机、编码器等。
Subscriber
  1. 接收信息,通过ROS Topic接收来自其它Node的信息,并通过回调函数处理
  2. 通常用于监测系统状态,如当机器人关节到达限位位置时触发运动中断

Topic 通信过程为:

  1. Publisher 节点和 Subscriber 节点分别在 Master 进行注册
  2. Publisher 发布 Topic
  3. Subscriber 在 Master 指挥下订阅 Topic,从而建立起 Pub-Sub 之间的通信

    注意:消息是直接从发布节点传递到订阅节点,并不经过 Master,只是从 Master 获取到 Topic 信息

下图是ROS Node和ROS Topic概念的图形化表示,我们可以看到两个Node(圆形)通过Topic(长方形)实现通信
技术图片

Topic通信的特点为:

1. Topic通信是多对多的异步通信方式:

Topic Publisher调用publish()方法发布消息,发送完立即返回,不用等待反馈;Subscriber通过回调函数的方式来处理消息。

对于同一Topic,系统中可以同时存在多个Publisher和多个Subscriber;

另外,Publisher并不知道哪个节点会接收消息,而Subscriber也并不知道接收的消息来自哪个节点,节点之间是松耦合的,这也是ROS最关键的设计特性之一。

2. 对于实时性、周期性的消息,使用topic传输是最佳的选择
3. Topic通信方式充分体现了分布式系统通信的好处:扩展性好,软件复用率高

Topic同时收发

相比于单纯的Topic多收或多发,同时收发会复杂一些。首先,根据前面知识知道Topic接收是通过NodeHandle的成员函数subscribe()和自定义的回调函数实现的,同时回调函数有严格的定义规定:参数只能有一个且必须以const修饰、参数类型为xxxConstPtr、参数为引用传递、函数没有返回值。这就意味着单纯的回调函数几乎无法同外界做任何直接的数据交换,数据只能在它内部处理,除了保存到文件以外,其它没有办法输出数据。

解决这个问题的核心就是数据或变量在不同函数之间的共享问题。在 C++、Python 中对于这种情况有两种办法:一种是采用全局变量,二是类

这里直接介绍第二种方法代码如下:

在每个 callback 里都调用 check_wall_sonar_distance() 函数检查 wall_sonar_distance 变量是否满足条件,满足后调用 publisher 发送数据


#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
超声波墙检
"""
import rospy
from sensor_msgs.msg import Range
from ak_ros_pkg.msg import Wall_sonar_msg

class Processer:
def init(self):

实例化订阅多个 Topic

    self.sub1 = rospy.Subscriber("/sensor/sonar_left", Range, self.callback1)
    self.sub2 = rospy.Subscriber("/sensor/sonar_right", Range, self.callback2)

    self.pub1 = rospy.Publisher(‘ankobot_wall_sonar‘, Wall_sonar_msg, queue_size=10)
    # self.pub2 = rospy.Publisher(‘ankobot_wall_tof‘, Wall_tof_all_msg, queue_size=10)

    self.wall_sonar_distance = {}

def callback1(self, data):
    """
    左超声波
    """
    distance = int(data.range * 1000)

    self.wall_sonar_distance[‘l_sonar‘] = distance
    self.check_wall_sonar_distance()

def callback2(self, data):
    """
    右超声波
    """
    distance = int(data.range * 1000)

    self.wall_sonar_distance[‘r_sonar‘] = distance
    self.check_wall_sonar_distance()

def check_wall_sonar_distance(self):
    """
    检查 wall_sonar_distance 字典是否满足两个值的条件
    """
    if len(self.wall_sonar_distance) == 2:
        wall_sonar_single = Wall_sonar_msg()
        # 单位 m
        wall_sonar_single.l_sonar = self.wall_sonar_distance[‘l_sonar‘]
        wall_sonar_single.r_sonar = self.wall_sonar_distance[‘r_sonar‘]
        # 预留
        # wall_sonar_single.c_sonar = self.wall_sonar_distance[‘c_sonar‘]
        # wall_sonar_single.d_sonar = self.wall_sonar_distance[‘d_sonar‘]
        self.pub1.publish(wall_sonar_single)

if name == ‘main‘:
rospy.init_node("wall_sonar")

p = Processer()

rospy.spin()

##### 更多示例请参考 
[C++、Python 版本的 topic 多收、多发、多收多发](https://github.com/creazy412/ROS-Multi-Topic-Demo)
---

参考:<br/>
- [单节点的多Topic同时收发](http://zhaoxuhui.top/blog/2019/10/20/ros-note-7.html)
- [Topic 概念梳理](https://tr-ros-tutorial.readthedocs.io/zh_CN/latest/_source/basics/1.4_ROS_Topic.html)

以上是关于ROS 多个传感器 publish 同一个Topic的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

将ros中suscriber和publisher写入class中

Ros使用Arduino 2 使用rosserial创建一个publisher

Publisher和Subscriber节点

python ROS CameraInfo Publisher

ROS 的工作过程及通信原理

ROS学习笔记(21)-- robot_state_publisher