ros（noetic）——自定义消息类型（学习笔记）

璃瑜增二

于 2025-04-18 19:37:25 发布

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33.ROS 的标准消息包 std_msgs_哔哩哔哩_bilibili

一、ros消息包类型

ros自带的消息包类型主要分为标准消息包和几何消息包两类，

其中标准消息包里：

empty空类型通常用来传递某个信号，如控制机器人开始执行某些任务等，来处理无需传递具体数据的通信需求。
数组类型是可变数组，通常用来接收某些长度不确定的传感器数值等，单独使用通常是在快速原型开发时。
结构体类型中，colorRGBA包含了红绿蓝透明度四个分量，用来完整描述一个像素，Duration（相对时间，可正可负）和Time（绝对时间，无符号整数）都是表示时间的消息包，Header（消息头）通常包含时间戳和坐标系名称，雷达消息类型那一章遇到过。MultiArray_Dimension和MultiArray_layout都是用来表示数组结构的结构体，在数组消息包里会用到

1. MultiArrayDimension
定义

MultiArrayDimension是一个结构体，用于描述多维数组的单个维度的属性。它包含以下字段：

    label：维度的名称（如"rows"、"columns"等），字符串类型。
    size：该维度的大小（元素个数）。
    stride：该维度的步长（即从一个元素到下一个元素在内存中的跳跃距离）。例如，在二维数组中，stride表示行与行之间的间隔。

用途

每个维度的MultiArrayDimension对象描述了该维度的大小和步长，从而定义了多维数组的形状和内存布局。
2. MultiArrayLayout
定义

MultiArrayLayout是一个结构体，包含以下字段：

    dim：一个MultiArrayDimension的数组，表示所有维度的描述。
    data_offset：数据在底层一维数组中的起始偏移量（通常设为0）。

用途

MultiArrayLayout将多个MultiArrayDimension组合起来，形成多维数组的完整布局描述。它告诉ROS如何将底层的一维数据数组解析为多维结构。
通常很少直接传递std_msgs消息包里的类型，而是自己组合新类型使用，来满足不同的需求，同时防止出现消息类型传错难以排查的情况

在常用消息包里：

actionlib_msgs用于支持ROS的动作（Action）通信机制
diagnostic_msgs是机器人的自我诊断消息包，一般在机器人自检的时候用到
geometry_msgs几何消息包，用来表示运动、位置、姿态等信息，之前的实验中使用过几何消息包中带stamped的都是多了一个消息头（Header），包含了时间戳和坐标系信息。
nav_msgs导航消息包
sensor_msgs传感器消息包，里面是各种传感器的消息类型，之前用过激光雷达和imu的相关消息类型

二、在ROS中生成自定义消息类型

1、创建消息包：

进入工作空间并创建软件包，相比以前要多使用两个创建消息包的依赖项message_generation和message_runtime

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg my_msgs rospy roscpp std_msgs message_generation message_runtime

从这里可以看出，所谓的消息包也是一个软件包。

2、创建msg目录和消息文件：

在功能包目录下创建msg目录，并添加自定义消息文件（.msg后缀）：

在文件里定义新的消息结构

如

3、在CMakeLists.txt中为消息包设置编译规则

①打开CMakeLists.txt，确认find_package中已包含message_generation和message_runtime

②找到cmakelists提供的add_message_file模板并修改

③找到cmakelists提供的generate_messages模板并修改

generate_messages是表明新的消息类型所依赖的其他消息包列表

④在cmakelists提供的catkin_package项中“点亮”CATKIN_DEPENDS这一句（取消注释）

这是为了让依赖新消息包（my_msgs）的其他软件包，在运行时使用这个新消息类型

4、修改package.xml

5、编译消息包

进入工作空间并通过catkin_make命令编译

PC:~$ cd catkin_ws
PC:~/catkin_ws$ catkin_make

通过以下代码来查看自定义消息类型是否被收录到ros消息列表里

PC:~/catkin_ws$ rosmsg show my_msgs/person

三、自定义消息包在发布者和订阅者节点的应用（python）

1、修改此前的发布者节点chao_node

①引入新的自定义消息类型

from my_msgs.msg import person #从my_msgs自定义消息包中导入person消息类型

②修改发布者对象pub、消息包msg的消息类型，并填充消息包内容

pub = rospy.Publisher("chao_node_test_topicname", person, queue_size=10)
msg = person()
msg.name = "自定义消息类型~name~"
msg.age = 28 #自定义消息类型的int64 age属性
msg.data = "自定义消息类型data"#自定义消息类型的string data属性

③在编译规则中添加消息包的依赖项

打开cmakelists.txt，在find_package内加入my_msgs，告诉程序运行时要先编译自定义消息包

打开package.xml，在<build_depend>（构建时依赖）和<exec_depend>（运行时依赖）项中加入my_msgs

  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <build_depend>rospy</build_depend>
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
  <build_depend>my_msgs</build_depend>
  <build_export_depend>rospy</build_export_depend>
  <build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>
  <exec_depend>rospy</exec_depend>
  <exec_depend>std_msgs</exec_depend>
  <exec_depend>my_msgs</exec_depend>

④打开终端，进入catkin_ws工作空间，在进行一次编译catkin_make

2、修改此前的订阅者节点

①引入新的自定义消息类型

from my_msgs.msg import person #从my_msgs自定义消息包中导入person消息类型

②修改订阅者对象sub、回调函数chao_callback的消息类型，修改回调函数以显示自定义消息包的内容

sub_1 = rospy.Subscriber("chao_node_test_topicname", person, chao_callback,queue_size=10)

ef chao_callback(msg):#第三步，定义一个回调函数chao_callback，用于处理接收到的消息
    #该函数会在接收到消息时被自动调用，参数msg是接收到的消息对象
    #msg.data是消息的内容
    #可以在这里对消息进行处理，例如，将消息内容存储到变量中，或者进行一些计算
    #这里我们只是简单地打印消息内容
    rospy.logwarn("自定义消息类型name: %s", msg.name)#打印接收到的消息内容
    rospy.logwarn("自定义消息类型age: %s", str(msg.age))#打印接收到的消息内容
    rospy.loginfo("自定义消息类型data: %s", msg.data)#打印接收到的消息内容

③修改编译规则，同上