ROS学习第八节——话题通信自定义msg

news2024/11/13 9:30:08

1.介绍

在 ROS 通信协议中,数据载体是一个较为重要组成部分,ROS 中通过 std_msgs 封装了一些原生的数据类型,比如:String、Int32、Int64、Char、Bool、Empty.... 但是,这些数据一般只包含一个 data 字段,结构的单一意味着功能上的局限性,当传输一些复杂的数据,比如: 激光雷达的信息... std_msgs 由于描述性较差而显得力不从心,这种场景下可以使用自定义的消息类型

msgs只是简单的文本文件,每行具有字段类型和字段名称,可以使用的字段类型有:

  • int8, int16, int32, int64 (或者无符号类型: uint*)

  • float32, float64

  • string

  • time, duration

  • other msg files

  • variable-length array[] and fixed-length array[C]

ROS中还有一种特殊类型:Header,标头包含时间戳和ROS中常用的坐标帧信息。会经常看到msg文件的第一行具有Header标头

2C++实现

2.1相关文件配置

创建文件夹以及文件

输入以下代码

string name
uint16 age
float64 height

 package.xml中添加编译依赖与执行依赖

  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend>
  <!-- 
  exce_depend 以前对应的是 run_depend 现在非法
  -->

 CMakeLists.txt编辑 msg 相关配置

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  message_generation
)
# 需要加入 message_generation,必须有 std_msgs

## 配置 msg 源文件
add_message_files(
  FILES
  Person.msg
)

# 生成消息时依赖于 std_msgs
generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

#执行时依赖
catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES demo02_talker_listener
  CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime
#  DEPENDS system_lib
)

 编译一下就会出现中间文件

C++ 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/include/包名/xxx.h)

Python 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/msg)

后续调用相关 msg 时,是从这些中间文件调用的

为了方便代码提示以及避免误抛异常,需要先配置 vscode,将前面生成的 head 文件路径配置进 c_cpp_properties.json 的 includepath属性

右键该文件夹在终端中打开

 输入指令 pwd 查看路径

 复制路径到该文件,并把最后改成**,如图

"/home/xiaoming/demo0/devel/**"

{
  "configurations": [
    {
      "browse": {
        "databaseFilename": "${default}",
        "limitSymbolsToIncludedHeaders": false
      },
      "includePath": [
        "/opt/ros/melodic/include/**",
        "/home/xiaoming/demo0/src/helloworld/include/**",
        "/usr/include/**",
        "/home/xiaoming/demo0/devel/**"
      ],
      "name": "ROS",
      "intelliSenseMode": "gcc-x64",
      "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
      "cStandard": "gnu11",
      "cppStandard": "c++14"
    }
  ],
  "version": 4
}

2.2发布者实现

新建代码文件,如图

 编写以下代码

/*
    需求: 循环发布人的信息

*/

#include "ros/ros.h"
#include "pub_sub/Person.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");

    //1.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"talker_person");

    //2.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;

    //3.创建发布者对象
    ros::Publisher pub = nh.advertise<pub_sub::Person>("chatter_person",1000);

    //4.组织被发布的消息,编写发布逻辑并发布消息
    pub_sub::Person p;
    p.name = "sunwukong";
    p.age = 2000;
    p.height = 1.45;

    ros::Rate r(1);
    while (ros::ok())
    {
        pub.publish(p);
        p.age += 1;
        ROS_INFO("我叫:%s,今年%d岁,高%.2f米", p.name.c_str(), p.age, p.height);

        r.sleep();
        ros::spinOnce();
    }



    return 0;
}

编辑配置文件

这个地方不知道为什么,文件的替代名字不能使用跟文件明一样的demo03_pub_person,一使用就会报错,无奈只能改名

add_executable(person_talker src/demo03_pub_person.cpp)
add_dependencies(person_talker ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp )
target_link_libraries(person_talker
  ${catkin_LIBRARIES}
)

打开终端,常规操作运行程序

 如果此时想要使用rostopic工具打印,需要先在终端 source ./devel/setup.bash 以下,再使用rostopic echo chatter_person

效果如下

 3.3订阅者实现

创建文件如图

 编写代码

/*
    需求: 订阅人的信息

*/

#include "ros/ros.h"
#include "demo02_talker_listener/Person.h"

void doPerson(const demo02_talker_listener::Person::ConstPtr& person_p){
    ROS_INFO("订阅的人信息:%s, %d, %.2f", person_p->name.c_str(), person_p->age, person_p->height);
}

int main(int argc, char *argv[])
{   
    setlocale(LC_ALL,"");

    //1.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"listener_person");
    //2.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;
    //3.创建订阅对象
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe<demo02_talker_listener::Person>("chatter_person",10,doPerson);

    //4.回调函数中处理 person

    //5.ros::spin();
    ros::spin();    
    return 0;
}

修改配置文件

add_executable(person_listener src/demo04_sub_person.cpp)
add_dependencies(person_listener ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp )
target_link_libraries(person_listener
  ${catkin_LIBRARIES}
)

开启终端运行程序

3.Python实现

3.1相关配置文件

右键该文件夹在终端中打开

 pwd

查看路径,并复制路径到图片所示文件中

 3.2Python实现发布端

新建代码文件

 编写以下代码

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
    发布方:
        循环发送消息

"""
import rospy
#此处form的是功能包.msg,我也不知道为啥
from pub_sub.msg import Person


if __name__ == "__main__":
    #1.初始化 ROS 节点
    rospy.init_node("talker_person_p")
    #2.创建发布者对象
    pub = rospy.Publisher("chatter_person",Person,queue_size=10)
    #3.组织消息
    p = Person()
    p.name = "葫芦娃"
    p.age = 18
    p.height = 0.75

    #4.编写消息发布逻辑
    rate = rospy.Rate(1)
    while not rospy.is_shutdown():
        pub.publish(p)  #发布消息
        rate.sleep()  #休眠
        rospy.loginfo("姓名:%s, 年龄:%d, 身高:%.2f",p.name, p.age, p.height)

给py文件添加可执行权限

修改配置文件

catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/demo01_pub_p.py
  scripts/demo02_sub_p.py
  scripts/demo03_pub_person_p.py
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

 执行程序查看效果

 3.3Python实现订阅端

新建编程文件

 编写以下代码

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
    订阅方:
        订阅消息

"""
import rospy
from pub_sub.msg import Person

def doPerson(p):
    rospy.loginfo("接收到的人的信息:%s, %d, %.2f",p.name, p.age, p.height)


if __name__ == "__main__":
    #1.初始化节点
    rospy.init_node("listener_person_p")
    #2.创建订阅者对象
    sub = rospy.Subscriber("chatter_person",Person,doPerson,queue_size=10)
    rospy.spin() #4.循环

添加可执行权限

 修改配置文件

catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/demo01_pub_p.py
  scripts/demo02_sub_p.py
  scripts/demo03_pub_person_p.py
  scripts/demo04_sub_person_p.py

运行查看结果

https://mp.csdn.net/mp_download/manage/download/UpDetailed

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