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ROS教程（三）：创建程序包及节点（图文）

老牧童 • • 开发数据 • 阅读 273

文章目录前言一、创建功能包二、创建节点三、修改CMakeList.txt四、配置package.xml文件五、编译并执行1.编译2.执行六、rostopic工具总结前言根据前篇教程已经创建好了工作空间，并已经成功生效了环境变量，接下来创建一个功能包一、创建功能包功能包的名字根据我们这个功能包的作用来命名。比如我现在的功能包是用来学习ROS的C++编程，那么我的功能包名称就叫做learning_cplus。打开终端，输入下面指令。cdcatkin_ws/srccatkin_create_

ros教程：创建程序包

文章目录

前言

ros教程：创建程序包
根据前篇教程已经创建好了工作空间，并已经成功生效了环境变量，接下来创建一个功能包

一、创建功能包

功能包的名字根据我们这个功能包的作用来命名。比如我现在的功能包是用来学习ROS的C++编程，那么我的功能包名称就叫做learning_cplus。
打开终端，输入下面指令。

cd catkin_ws/src 
catkin_create_pkg learning_cplus roscpp rospy std_msgs

我们通过cd指令切换当前路径到src文件夹下，在该路径下使用catkin_create_pkg指令 来创建一个功能包。
格式如下：catkin_create_pkg 功能包名称 依赖项1 依赖项2 ......

依赖项是你的这个功能包依赖于哪些功能模块，比如该功能包，就导入了C++、Python和std_msgs(后面会有详细介绍)。

然后返回到catkin_ws目录下进行编译。

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
我们可以看到learning_cplus功能包在catkin_ws工作空间编译成功，我们生效一下环 境变量，通过roscd learning_cplus指令即可进入该功能包。

目前我们的learning_cplus下有include（头文件）和src（源文件）两个文件夹，还有CMakelist.txt编译配置文件和package.xml功能包列表文件。
到这里，我们的learning_cplus功能包创建结束。

二、创建节点

先进入learning_cplus功能包内，进入src文件夹内，创建一个发布节点。

roscd learning_cplus 
cd src 
touch publisher.cpp

在这里插入图片描述

发布节点publisher.cpp内容如下。这里建议大家自行修改内容。

#include "ros/ros.h" //导入ROS系统包含核心公共头文件 
#include "std_msgs/String.h" //导入std_msgs/String消息头文件，这个是由std_m sgs包的string.msg文件自动生成。
#include <sstream> 
int main(int argc, char **argv) 
{
    
    ros::init(argc, argv, "talker"); //初始化ROS，指定节点名称为“talker”，节点 名称要保持唯一性。名称定义参考 
    ros::NodeHandle n; //实例化节点 
    ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000); //发布一个消息类型为std_msgs/String，命名为chatter的话题。 
    //定义消息队列大小为1000，即超过1000条消息之后，旧的消息就会丢弃。
    ros::Rate loop_rate(10); //指定发布消息的频率，这里指10Hz，也即每秒10次 
    //通过 Rate::sleep()来处理睡眠的时间来控制对应的发布频率。 
    int count = 0; 
    while (ros::ok()) 
    {
    
        /* 默认roscpp会植入一个SIGINT处理机制，当按下Ctrl‐C，就会让ros::ok()返回false, 那循环就会结束。 ros::ok() 返回false的几种情况： SIGINT收到(Ctrl‐C)信号 另一个同名节点启动，会先中止之前的同名节点 ros::shutdown()被调用 所有的ros::NodeHandles被销毁 */ 
        std_msgs::String msg; 
        std::stringstream ss; 
        ss << "hello world " << count; 
        msg.data = ss.str(); 
        //实例化消息msg, 定义字符串流“hello world”并赋值给ss, 最后转成为字符串赋值给 msg.data 
        ROS_INFO("%s", msg.data.c_str()); //输出调试信息 
        chatter_pub.publish(msg); //发布msg 
        ros::spinOnce(); 
        //不是必需的，但是保持增加这个调用，是好习惯 
        //如果程序里也有订阅话题，就必需，否则回调函数不能起作用 
        loop_rate.sleep(); 
        //根据之前ros::Rate loop_rate(10)的定义来控制发布话题的频率。定义10即为每秒1 0次
        ++count; 
    } 
    return 0; 
}

发布节点的功能就是发布hello world并跟一个计数。发布节点的名称叫做talker，发布 的话题名称叫做chatter，发布的内容是hello world + 计数。逻辑很清晰，就是从main函数，从上往下的执行，只要Master节点管理器不死，就会移植发布。

有了发布节点，那么接下来我们需要做一个订阅节点来接收这些数据。我们订阅节点由 listener.cpp实现。

roscd learning_cplus 
cd src 
touch listener.cpp

订阅节点publisher.cpp内容如下。这里建议大家自行修改内容。

#include "ros/ros.h" //导入ROS系统包含核心公共头文件 
#include "std_msgs/String.h" //导入std_msgs/String消息头文件，这个是由std_m sgs包的string.msg文件自动生成。 
/* 定义回调函数chatterCallback，当收到chatter话题的消息就会调用这个函数。 消息通过boost shared_ptr（共享指针）来传递。 但收到消息，通过ROS_INFO函数显示到终端 */ 
void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg) 
{
    
    ROS_INFO("I heard: [%s]", msg‐>data.c_str()); 
} 
int main(int argc, char **argv) 
{
    
    ros::init(argc, argv, "listener"); //初始化ROS，指定节点名称为“listener” 
    ros::NodeHandle n; //实例化节点 
    ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback); 
    /* 定义订阅节点，名称为chatter，指定回调函数chatterCallback 但收到消息，则调用函数chatterCallback来处理。 参数1000，定义队列大小，如果处理不够快，超过1000，则丢弃旧的消息 */ 

     ros::spin(); //调用此函数才真正开始进入循环处理，直到 ros::ok()返回false才停 止。
     return 0; 
 }

订阅节点是检测到有chatter内容，需要去打印出来这个内容。由于是监听的，所以需要使用类似中断的方式，也就是信号回调来实现。
还是老样子。初始化、实例化，然后检测chatter话题，如果有，跳到chatterCallBack 执行，没有就一直循环。

三、修改CMakeList.txt

我们的发布节点和订阅节点都已经写好，那么接下来就需要写CMakeList.txt。 首先是find_package依赖项，修改如下。：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS 
roscpp 
rospy 
std_msgs
message_generation
)

调用生成的消息修改如下。

## Generate added messages and services with any dependencies listed here 
generate_messages( 
DEPENDENCIES
std_msgs 
)

个人编译输出配置修改如下。

################################### 
## catkin specific configuration ## 
################################### 
## The catkin_package macro generates cmake config files for your package 
## Declare things to be passed to dependent projects 
## INCLUDE_DIRS: uncomment this if your package contains header files 
## LIBRARIES: libraries you create in this project that dependent project s also need 
## CATKIN_DEPENDS: catkin_packages dependent projects also need 
## DEPENDS: system dependencies of this project that dependent projects a lso need 
catkin_package( 
# INCLUDE_DIRS include 
# LIBRARIES learning_cplus
CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime 
# DEPENDS system_lib 
)

接着，在Build位置添加 如下内容。

include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS}) 
add_executable(publisher src/publisher.cpp) 
target_link_libraries(publisher ${catkin_LIBRARIES}) 
add_dependencies(publisher learning_cplus_generate_messages_cpp) 
add_executable(listener src/listener.cpp) 
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES}) 
add_dependencies(listener learning_cplus_generate_messages_cpp)

四、配置package.xml文件

配置内容很少，直接贴出package.xml代码。

<?xml version="1.0"?> 
<package format="2"> 
<name>learning_cplus</name> 
<version>0.0.0</version> 
<description>这是学习ROS C++编程的功能包</description> 
<maintainer email="xxxxx@xx.com">Leslie___Cheung_csdn</maintainer> 
<license>TODO</license> 
<author email="xxxxx@xx.com">Leslie___Cheung_csdn</author> 
<buildtool_depend>catkin</buildtool_depend> 
<build_depend>roscpp</build_depend> 
<build_depend>rospy</build_depend> 
<build_depend>std_msgs</build_depend> 
<build_depend>message_generation</build_depend> 
<build_export_depend>roscpp</build_export_depend> 
<build_export_depend>rospy</build_export_depend> 
<build_export_depend>std_msgs</build_export_depend> 
<exec_depend>roscpp</exec_depend>
<exec_depend>rospy</exec_depend>
<exec_depend>std_msgs</exec_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend> 
<export> 
</export> 
</package>

五、编译并执行

1.编译

打开一个终端，进入catkin_ws路径，执行catkin_make进行编译。如果没写错的话，看到的应该是这样的。
在这里插入图片描述

编译成功记得重新source一下，不然可能找不到这个功能包。
source 一下工程路径下devel内的setup.bash文件
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

2.执行

先启动一个ROS Master节点管理器，然后分别启动listener订阅节点和publisher发布节点，在这里需要启动三个终端。

启动ROS Master节点管理器。
roscore
启动listener订阅节点。
rosrun learning_cplus listener
启动publisher发布节点。
rosrun learning_cplus publisher
在这里插入图片描述
这样看着不够直观，启动一下节点关系图，它是这样的。
在这里插入图片描述
可以看到，talker节点给lisrener节点发了一个chatter。但是应该是publisher给，这里怎么成talker了呢？不要急，先去看一下publisher.cpp的代码，原来是我们初始化的节点叫做talker，并不是BUG~~~
到这里就结束了吗？并没有，接下来给大家介绍一些ROS的小工具，比如上面的rqt_graph就是来查看当前各个节点通讯关系的。

六、rostopic工具

拿到了一个别人的ROS功能包只能用却无法和自己的对接数据？没关系，运行一下它的功能包，开一个rqt_graph，一目了然。

咳咳，重点来了，接下来我要说的小工具是rostopic。

rostopic list：查看当前话题都有哪些。 
rostopic echo 话题名：查看该话题的数据。
rostopic pub 话题名 功能包数据：发布指定内容到指定话题。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

总结（最重要的）

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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