ROS之什么是Node节点和Package包？

环境感知

已于 2024-11-22 19:21:49 修改

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文章标签：学习笔记

于 2024-11-22 19:17:07 首次发布

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1.什么是ROS？

官方术语：ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）是一个开源的、模块化的机器人软件框架。它为机器人开发提供了一套工具和库，用于实现硬件抽象、设备驱动、消息传递、多线程管理等功能，帮助开发者快速构建复杂的机器人应用。

ROS的核心特性包括：

分布式架构：支持多个节点协同工作，每个节点完成特定任务（如感知、决策、控制等）。
通信机制：通过主题（Topic）、服务（Service）和动作（Action）实现数据传输和命令交互。
开发效率：提供现成的算法包（如SLAM、导航），大大降低开发难度。
跨平台支持：运行在多个操作系统（如Linux、Windows）和硬件上。

简单来说，ROS是一个用于机器人开发的软件生态操作系统。

2.什么是Node节点和Package包？

Node节点是执行具体任务的最小单元，通常是一个独立运行的程序，有着自己的特定功能，是最小的可执行单元，而Package包是管理节点及其相关资源的基本单位，包含代码、配置文件、依赖描述和运行脚本等，用于组织功能相关的文件集合。可以说Package包里有很多的ode节点。相当于一个大箱子Package包里面有很多的小箱子Node节点。

3.如何在ROS中创建Node节点和Package包？

3.1. Node节点的创建（C++）touch <filename>.cpp #创建cpp文件

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    ros::init(argc, argv, "www_node");
    ros::NodeHandle nh;
    ros::Publisher pub= nh.advertise<std_msgs::String>("NB555",10);
    ros::Rate loop_rate(0.5);

    while (ros::ok())
    {
        std_msgs::String msg;
        msg.data = "NBNBNBNB\n";
        pub.publish(msg);
        printf(msg.data.c_str());
        printf("\n");
        loop_rate.sleep();
       // 确保ROS系统在循环中可以处理其他事件
    }
    
    return 0;

}

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>

引入ROS的核心头文件，提供ROS程序运行所需的基础功能（如节点初始化、消息发布、订阅等）。引入std_msgs包中的String消息类型，用于发布和传递字符串消息。

int main(int argc, char* argv[ ])

{

return 0 ；

}

定义主函数，是ROS程序的入口，参数argc和argv用于处理命令行参数，argc 代表“argument count”（参数计数），即命令行中传递给程序的参数个数，至少为1，char* argv[ ] 是一个字符指针数组，指向命令行中传递给程序的每个参数的字符串。

ros::init(argc, argv, "www_node");

ros::NodeHandle nh;

ros::Publisher pub= nh.advertise<std_msgs::String>("NB555",10);

ros::Rate loop_rate(0.5);

第一句是节点初始化，并将当前程序注册为名为 "www_node" 的节点。argc 和 argv 是命令行参数，ROS 会解析这些参数来进行节点的初始化。"www_node" 是该节点的名称，ROS 网络中每个节点的名称必须是唯一的。如果其他节点使用相同的名称，ROS 会阻止启动，并且会打印警告。ros::NodeHandle 是一个 ROS 的核心对象，它用于管理与 ROS 系统的通信，就是ros大管家，哈哈哈哈哈。nh 则是节点句柄对象，它为我们提供了与 ROS 系统交互的接口。接下来是创建节点发布者，用来向 "NB555" 主题发布 std_msgs::String 类型的消息。"NB555"：是消息发布的主题名称，借助大管家nh.advertise。10：这是消息队列的大小，表示最多保存 10 条消息。如果消息队列满了，旧的消息会被丢弃。最后一句用来控制循环的频率，确保代码按照设定的速率运行。

while (ros::ok())

{

std_msgs::String msg;

msg.data = "NBNBNBNB\n";

pub.publish(msg);

printf(msg.data.c_str());

printf("\n");

loop_rate.sleep();

}

之后是一个循环判断，ros::ok()：这个函数检查 ROS 系统是否仍在运行。当你按下 Ctrl+C 终止节点时，ros::ok() 会返回 false，从而跳出循环。

std_msgs::String msg;：创建 std_msgs::String 类型的消息对象 msg，包含 std::string 类型的字段 data，用于存储要发送的数据。

msg.data = "NBNBNBNB\n";：为消息对象的 data 字段赋值。"NBNBNBNB\n" 是发布的字符串，\n 是换行符。

pub.publish(msg)：通过发布者对象 pub 发布消息 msg。这将把消息 msg 发送到 NB555 主题，任何订阅该主题的节点将收到该消息。

msg.data.c_str()：将 msg.data（即字符串 "NBNBNBNB\n"）转换为 C 风格的字符串（即 const char*），这是 printf 函数所要求的格式。

printf：在终端打印消息内容，以便调试和验证节点是否按预期工作。

loop_rate.sleep()：使程序暂停一段时间，以保证循环频率保持为 0.5 Hz。即每执行一次循环后，程序会等待 2 秒，确保每次发布的间隔时间为 2 秒。

3.2 首先得确保自己有个工作空间：