ROS通信模式编程

一、话题，服务模式编程

1.创建工作空间

工作空间是用来存放开发文件的文件夹，主要有：
代码空间：src （source space)
编译空间：build （build space）
开发空间：devel (development space)
安装空间：instal (install space)
1.创建工作空间的代码如下：

mkdir -p ~/catkin_ws/src #创建文件夹
cd ~/catkin_ws/src #进入该文件夹
catkin_init_workspace #初始化空间

2.编译

cd .. #进入上级文件夹
catkin_make #编译

此时文件夹内有如下图三个文件：

3.设置环境变量

source devel/setup.bash #配置环境变量
echo $ROS_PACKAGE_PATH  #检查环境变量，会输出其路径

4.创建功能包

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg learning_communication std_msgs rospy roscpp
#std_msgs:定义的标准的数据结构
#rospy:python编程接口
#roscpp:提供c++编程接口
#需要注意同一个工作空间不能存在同名的功能包。

5.编译功能包

cd ..  #转到上级目录
catkin_make

2.话题编程

步骤主要包括以下几步：

（1）创建发布者

• 初始化ROS节点
• 向ROS Master注册节点信息，包括发布的话题名和话题中的消息类型
• 按照一定频率循环发布消息

先把当前路径改为~/catkin_ws/src/learning_communication/src，然后我们要在该文件夹内放置代码，在该目录下创建talker.cpp文件，并输入以下代码：

#include<sstream>
#include"ros/ros.h" #头文件，它引用了ROS系统中大部分常用的头文件
#include"std_msgs/String.h" #这引用了 std_msgs/String 消息, 它存放在 std_msgs package 里，是由 String.msg 文件自动生成的头文件。
int main(int argc,char **argv)
{
   
	//ROS节点初始化
	ros::init(argc,argv,"talker");
	//创建节点句柄
	ros::NodeHandle n;
	//告知master将在chatter（话题名）上发布std——msg/String类型的消息，第二个参数是发布序列的大小，如果发布消息频率太高，当缓冲区消息大于1000个时会开始丢弃先前发布的消息。
	ros::Publisher chatter_pub=n.advertise<std_msgs::String>("chatter",1000);
	//设置循环的频率
	ros::Rate loop_rate(10);
	//roscpp会默认生成一个SIGINT句柄，负责处理Ctrl-C键盘操作，使ros::ok()返回false
	int count=0;
	while(ros::ok())
	{
   
		//初始化std_msgs::String类型的消息，这里使用标准的String消息，只有一个数据成员data
		std_msgs::String msg;
		std::stringstream ss;
		ss<<"hello world"<<count;
		msg.data=ss.str();
		//发布消息
		ROS_INFO("%s",msg.data.c_str());
		chatter_pub.publish(msg);
		//循环等待回调函数，不一定会用到，但如果有程序包含其他回调函数就需要，因此可以加上
		ros::spinOnce();
		//接受循环频率延时，发布频率为10Hz
		loop_rate.sleep();
		++count;
	}
	return 0;
}

（2）创建订阅者

• 初始化ROS节点
• 订阅需要的话题
• 循环等待话题消息，接受到消息后进行回调函数
• 回调函数中完成消息处理

同样在该目录下创建listener.cpp文件，并添加如下代码：

#include"ros/ros.h"
#include"std_msgs/String.h"
//接收到订阅的消息，会进入消息的回调函数
void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
   
	//将接收到的消息打印处理
	ROS_INFO("I heard:{%s}",msg->data.c_str());
}
int main(int argc,char **argv)
{
   
	//初始化ROS节点
	ros::init(argc,argv,"listener");
	//创建节点句柄
	ros::NodeHandle n;
	//创建一个Subscriber，订阅名为chatter的话题，当有消息发布到这个话题，就会调用回调函数chatterCallback，1000同样是设置的队列大小
	ros::Subscriber sub=n.subscribe("chatter",1000,chatterCallback);
	//进入自循环，当ros::ok()返回false，就会立刻跳出自循环
	ros::spin();
	return 0;
}

（3）添加编译选项

• 设置需要编译的代码和生成的可执行文件
• 设置链接库
• 设置依赖

之前用catkin_create_pkg创建了package.xml和CmakeList.txt文件，我们打开Cmakelist.txt文件，在末尾加入几条语句：

add_executable(talker src/talker.cpp)
target_link_libraries(talker ${
   catkin_LIBRARIES}