ROS:话题消息(Message)的定义与使用

一、话题模型

自定义一个消息类型“Person”,并完成发布订阅整个过程,Publisher进行发布个人信息,Subscriber来接收个人信息。Topic定义名为“person_info”
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二、自定义话题消息

2.1定义msg文件

通过自定义msg文件来自定义话题消息。msg文件名为:Person.msg

在learning_topic的功能包根目录下,新建文件夹 msg
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并创建新文件 Person.msg

touch Person.msg

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将下面代码复制进入Person.msg

string name
uint8 sex
uint8 age

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

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msg文件定义使用自己的一套语言规则。
定义好msg数据接口后,就可以根据这个定义用C++或Python编译。

2.2在package.xml中添加功能包依赖

添加动态生成程序的功能包依赖。
打开package.xml文件,将下面代码拷到文件指定位置:

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

build_depend为编译依赖,这里依赖的是一个会动态产生message的功能包
exer_depend为执行依赖,这里依赖的是一个动态runtime运行的功能包
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2.3在CMakeLists.txt中添加编译选项

因为在package.xml添加了功能包编译依赖,在CMakeList.txt里的find_package中也要加上对应的部分;
需要将定义的Person.msg作为消息接口,针对它做编译;
需要指明编译这个消息接口需要哪些ROS已有的包;
有了这两个配置才可将定义的msg编译成不同的程序文件
因为在package.xml添加了功能包执行依赖,在CMakeList.txt里的catkin_package中也要加上对应的部分;

find_package( ...... message_generation)

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

catkin_package( ...... message_runtime)

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2.4编译生成C++头文件或Python库

到工作空间根目录,编译:

catkin_make

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编译完成后,可以在 devel/include/learning_topic/ 下找到这个C++的头文件:
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三、创建代码并编译运行(C++)

3.1创建代码

创建一个Publisher代码和一个Subscriber代码,通过程序调用生成的.h。
person_publisher.cpp

/**
 * 该例程将发布/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;
}

person_subscriber.cpp

/**
 * 该例程将订阅/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;
}

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3.2编译

先配置CMakeLists.txt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。
将下面代码拷贝到指定位置:

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)

新增了一个添加依赖项,因为代码涉及到动态生成,我们需要将可执行文件与动态生成的程序产生依赖关系。
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编译

cd ~/catkin_ws
catkin_make

四、运行

source在前面已设置自动source。

roscore
rosrun learning_topic person_subscriber

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rosrun learning_topic person_publisher

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可以看到运行成功,subscriber接收到了publisher的person信息:
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注:如果将roscore关掉,可以看到subscriber和publisher依然在接发。roscore代表了ROS Master,它帮助subscriber和publisher建立通信连接,连接建立后退出舞台也没什么问题了。
但是关闭ROS Master就不能管理这个连接了。同时也无法看到rqt_graph。

参考视屏:古月居ROS入门21讲
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