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准备工作
创建工作空间
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_init_workspace
进入代码空间,使用catkin_create_pkg命令创建功能包:
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg learning_communication std_msgs rospy roscpp
然后回到工作空间的根目录下进行编译,并且设置环境变量:
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
工作空间和功能包的创建这里就不过多重复讲了
创建Publisher
Publisher的主要作用是针对指定话题发布特定数据类型的消息。我们尝试使用代码实现一个节点,节点中创建一个Publisher并发布字符串“Hello World”。
在功能包(暂命名为learning——communication)的src文件夹里建立一个talker.cpp文件,内容为:
(此处注释比较详细,大家可以直接
下载我整理好的功能包
去运行:)
#include <sstream>
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
int main(int argc, char **argv)
{
ros::init(argc, argv, "talker");
ros::NodeHandle n;
ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
ros::Rate loop_rate(10);
int count = 0;
while (ros::ok())
{
std_msgs::String msg;
std::stringstream ss;
ss << "hello world " << count;
msg.data = ss.str();
ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
chatter_pub.publish(msg);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
++count;
}
return 0;
}
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实现Publisher的流程可总结为:
初始化ROS节点→在ROS Master注册节点信息→按照一定的频率发布消息
创建Subscriber
创建一个Subscriber以订阅Publisher节点发布的“Hello World”字符串
在功能包的src文件夹里建立一个listener.cpp文件,内容为:
(和talker.cpp中重复的代码部分不再详细注释)
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
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");
ros::NodeHandle n;
ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);
ros::spin();
return 0;
}
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实现Subscriber的流程可总结为:
初始化ROS节点→订阅需要的话题→循环等待话题消息,接收到消息后进入回调函数→回调函数中完成消息处理。
编译功能包
节点的代码已经完成,C++是一种编译语言,在运行之前需要将代码编译成可执行文件,如果使用Python等解析语言编写代码,则不需要进行编译,可以省去此步骤。
ROS中的编译器使用的是CMake,编译规则通过功能包中的CMakeLists.txt文件设置,使用catkin命令创建的功能包中会自动生成该文件,已经配置多数编译选项,并且包含详细的注释,我们几乎不用查看相关的说明手册,稍作修改就可以编译自己的代码。
打开功能包中的CMakeLists.txt文件,找到以下配置项,去掉注释并稍作修改:
include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS})
add_executable(talker src/talker.cpp)
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(talker ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
add_executable(listener src/listener.cpp)
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(talker ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
对于这个功能包,主要用到了以下四种编译配置项:
(1)include_directories
用于设置头文件的相对路径。全局路径默认是功能包的所在目录,比如功能包的头文件一般会放到功能包根目录下的include文件夹中,所以此处需要添加该文件夹。此外,该配置项还包含ROS catkin编译器默认包含的其他头文件路径,比如ROS默认安装路径、Linux系统路径等。
(2)add_executable
用于设置需要编译的代码和生成的可执行文件。第一个参数为期望生成的可执行文件的名称,后边的参数为参与编译的源码文件(cpp),如果需要多个代码文件,则可在后面依次列出,中间使用空格进行分隔。
(3)target_link_libraries
用于设置链接库。很多功能需要使用系统或者第三方的库函数,通过该选项可以配置执行文件链接的库文件,其第一个参数与add_executable相同,是可执行文件的名称,后面依次列出需要链接的库。此处编译的Publisher和Subscriber没有使用其他库,添加默认链接库即可。
(4)add_dependencies
用于设置依赖。在很多应用中,我们需要定义语言无关的消息类型,消息类型会在编译过程中产生相应语言的代码,如果编译的可执行文件依赖这些动态生成的代码,则需要使用add_dependencies添加${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp配置,即该功能包动态产生的消息代码。该编译规则也可以添加其他需要依赖的功能包。
以上编译内容会帮助系统生成两个可执行文件:talker和listener,放置在工作空间的~/catkin_ws/devel/lib/路径下。
CMakeLists.txt修改完成后,在工作空间的根路径下开始编译:
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
运行Publisher与Subscriber
首先要设置环境变量:
$ cd ~/catkin_ws
$ source ./devel/setup.bash
也可以将环境变量的配置脚本添加到终端的配置文件中:
$ echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc
设置好之后就可以进入启动步骤了:
1.请出ROS master
$ roscore
2.启动Publisher
$ rosrun learning_communication talker
3.启动Subscriber
$ rosrun learning_communication listener
/
//可以看到,消息已经实现同步的发布和订阅了
若关闭talker的话,会看待listener马上停止
下面说一下ROS下 上位机与Arduino单片机通讯
ROS下 上位机与Arduino单片机通讯
对于Arduino IDE的配置安装和串口通讯,请点这里
Publisher示例
主要就是如何通过rosserial创建publisher
例子来自Arduino IDE,File->Example->ros_lib下的HelloWord,下面给大家简单注释一下
#include <ros.h>
#include <std_msgs/String.h>
ros::NodeHandle nh;
std_msgs::String str_msg;
ros::Publisher chatter("chatter", &str_msg);
char hello[13] = "hello world!";
void setup()
{
nh.initNode();
nh.advertise(chatter);
}
void loop()
{
str_msg.data = hello;
chatter.publish( &str_msg );
nh.spinOnce();
delay(1000);
}
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接下来打开终端分别运行
1.把ros master请出来
roscore
2.新终端运行,/dev/ttyUSB0为Arduino设备
rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyUSB0
3.显示主题chatter,获取Arduino板反馈的信息
rostopic echo chatter
Subscriber示例
主要就是如何通过rosserial创建subscriber,点亮Arduino上的LED灯
例子来自Arduino IDE,File->Example->ros_lib下的blink,下面给大家简单注释一下
#include <ros.h>
#include <std_msgs/Empty.h>
ros::NodeHandle nh;
void messageCb( const std_msgs::Empty& toggle_msg){
digitalWrite(13, HIGH-digitalRead(13));
}
ros::Subscriber<std_msgs::Empty> sub("toggle_led", &messageCb );
void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
nh.initNode();
nh.subscribe(sub);
}
void loop()
{
nh.spinOnce();
delay(1);
}
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1.请出master
$ roscore
2.新终端运行,/dev/ttyUSB0为Arduino设备
$ rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyUSB0
3.发布主题,点亮Arduino板上的LED灯
$ rostopic pub toggle_led std_msgs/Empty --once
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