本系列教程作者:小鱼
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4.1 ROS2话题介绍
大家好,我是小鱼。上一章节中,我们采用了面向对象的方法创建了作家李四和单身狗王二,本节课我们就通过ROS2的话题机制,让作家李四发布小说,让单身狗王二订阅小说并付费。
1.背景故事
李四是一名擅长写小说的作家,既然是作家,肯定要写文章才行,所以李四就写了一本带颜色的小说《艳娘传奇》。
王二是一名单身多年的单身狗,单身狗没啥爱好,但是《艳娘传奇》肯定是必看的(单身多年的你肯定懂)。
所以我们就要想办法让王二可以看到李四写的小说,有什么好的办法吗?
办法就是ROS2的话题机制。
我们让王二(Node)通过订阅(Subscribe)李四(Node)发布(Publish)的《艳娘传奇》(Topic)来欣赏小说的。
2.话题介绍
故事其实就是讲了一下ROS2中Topic通信方式,Topic通信模型是一种发布订阅模型。
2.1 话题的发布订阅模型
这里的王二和李四两个节点,通过话题来互相通信(传递数据)。
李四节点会创建一个发布者(Publisher)来发布一个话题(艳娘传奇,小鱼取个英文名叫sexy_girl)。单身汉王二节点,他创建了一个订阅者(Subscriber)来订阅李四发布的话题sexy_girl。
那艳娘传奇的内容是什么呢?我们暂且规定为由文字组成的字符串(连插图都没的那种)。
李四王二通信模型
是一个一对一(一个发布者,一个订阅者)的模型,除此之外ROS2中话题通信其实还可以是1对n
,n对1
,n对n
的。
2.2 话题通信有哪些需要注意的规则呢?
需要满足以下规则:
- 话题名字是关键,发布订阅接口类型要相同,发布的是字符串,接受也要用字符串来接收;
- 同一个人(节点)可以订阅多个话题,同时也可以发布多个话题,就像一本书的作者也可以是另外一本书的读者;
- 同一个小说不能有多个作者(版权问题),但跟小说不一样,同一个话题可以有多个发布者。
3.相关的工具
3.1 RQT工具之rqt_graph
ROS2作为一个强大的工具,在运行过程中,我们是可以通过命令来看到节点和节点之间的数据关系的。
运行我们第二章中的你说我听小demo。依次打开三个终端,分别输入下面三个命令。
ros2 run demo_nodes_py listener
ros2 run demo_nodes_cpp talker
rqt_graph
你将看到下面这张图
你可以尝试改变菜单栏的选项,看一看下面图的变化,感受一下rqt_graph工具的强大。
这是一个很重要的工具,小鱼在学习和使用ROS2的过程中经常会用到它,来看一看数据到底是怎么走的,它可以帮我们搞清楚一个节点的输入和输出是什么。
3.2 ROS2话题相关命令行界面(CLI)工具
还记得上一节的ros2 node指令吗?ros2也支持很多强大的topic指令。可以使用下面的指令查看。
ros2 topic -h
本着学以致用的目的,小鱼先对比较常用的几个命令进行介绍,其他的我们用到的时候小鱼再介绍(现在介绍反而不好理解)。
3.2.1 ros2 topic list 返回系统中当前活动的所有主题的列表
命令
ros2 topic list
结果
3.2.2 ros2 topic list -t 增加消息类型
命令
ros2 topic list -t
结果
3.2.3 ros2 topic echo <topic_name> 打印实时话题内容
命令
ros2 topic echo /chatter
结果
3.2,4 ros2 topic info <topic_name> 查看主题信息
命令
ros2 topic info /chatter
结果
3.2.5 ros2 interface show 查看消息类型
上面一个指令告诉大家这个消息是std_msgs/msg/String,那String里面有什么呢?不妨来试一试。
命令
ros2 interface show std_msgs/msg/String
结果
3.2.6 ros2 topic pub <topic_name> <msg_type> arg 手动发布命令
关闭发布者,我们受到来发布
命令
ros2 topic pub /chatter std_msgs/msg/String 'data: "123"'
结果
4.最后
了解完话题,下一节小鱼就会带大家来手动写Python版本的话题通信。
参考链接:Understanding ROS 2 topics — ROS 2 Documentation: Foxy documentation
作者介绍:
我是小鱼,机器人领域资深玩家,现深圳某独脚兽机器人算法工程师一枚
初中学习编程,高中开始接触机器人,大学期间打机器人相关比赛实现月入2W+(比赛奖金)
目前在输出机器人学习指南、论文注解、工作经验,欢迎大家关注小智,一起交流技术,学习机器人