ROS通信模式编程-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/syw0113/article/details/129655917

文章详细介绍了如何在ROS环境中进行程序设计，包括创建工作区、设置变量、创建功能包和文件，特别是动作编程的实现，涉及服务文件turtleMove.cpp和客户端turtleMoveClient.cpp的编写。此外，还阐述了ROS的分布式通信步骤，如查看和修改hosts文件，配置IP，以及在多台机器间的通信测试。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

第2周作业

文章目录

前言
一、ROS程序设计及动作编程
二、ROS分布式通信
总结

前言

一、ROS程序设计及动作编程

1、创建工作区

在Ubuntu终端中输入以下指令。
（1）创建ROS工作区
新建src文件

mkdir -p ~/catkin_ws/src

cd命令进入到src文件

cd ~/catkin_ws/src

初始化

catkin_init_workspace

如图：
在这里插入图片描述
（2）编译工作空间
返回上一级目录

cd ..

构建代码

catkin_make

如图：
在这里插入图片描述

2、设置变量

（1）设置环境变量

source /home/syw/catkin_ws/devel/setup.bash
sudo nano ~/.bashrc

（2）检验

echo $ROS_PACKAGE_PATH

如图：
在这里插入图片描述

3、设置功能包

命名为my_turtle_package

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg my_turtle_package std_msgs rospy roscpp

编译

cd ..
catkin_make

4、创建及修改文件

新建一个终端，这里命名为终端 1,然后进入工程包 my_turtle_package下的 src 文件中

cd ~/catkin_ws/src/my_turtle_package/src

新建服务文件 turtleMove.cpp

touch turtleMove.cpp

编写代码：将如下 C++语言代码写入 turtleMove.cpp 文件中，保存后关闭！

gedit turtleMove.cpp

代码如下：

/*
本程序是为了实现一个为ROS的动作编程，通过本程序是实现client发布一个位置信息给控制海龟移动的turtlel程序，使海龟移动到目标位置
*/
#include<ros/ros.h>
#include<actionlib/server/simple_action_server.h>
#include"my_turtle_package/turtleMoveAction.h"
#include<turtlesim/Pose.h>
#include<turtlesim/Spawn.h>
#include<geometry_msgs/Twist.h>
typedef actionlib::SimpleActionServer<my_turtle_package::turtleMoveAction> Server;

struct Myturtle
{
	float x;
	float y;
	float theta;
}turtle_original_pose,turtle_target_pose;
ros::Publisher turtle_vel;
void posecallback(const turtlesim::PoseConstPtr &msg)
{
ROS_INFO("turtle1_position:(%f,%f,%f)",msg->x,msg->y,msg->theta);
turtle_original_pose.x=msg->x;
turtle_original_pose.y=msg->y;
turtle_original_pose.theta=msg->theta;
}
// 收到 action 的 goal 后调用该回调函数
void execute(const my_turtle_package::turtleMoveGoalConstPtr &goal, Server* as)
{
my_turtle_package::turtleMoveFeedback feedback;
ROS_INFO("TurtleMove is working.");
turtle_target_pose.x=goal->turtle_target_x;
turtle_target_pose.y=goal->turtle_target_y;
turtle_target_pose.theta=goal->turtle_target_theta;
geometry_msgs::Twist vel_msgs;
float break_flag;
	while(1)
	{
		ros::Rate r(10);
		vel_msgs.angular.z = 4.0 *(atan2(turtle_target_pose.y-turtle_original_pose.y,
	turtle_target_pose.x-turtle_original_pose.x)-turtle_original_pose.theta);
	vel_msgs.linear.x = 0.5 *sqrt(pow(turtle_target_pose.x-turtle_original_pose.x, 2) +pow(turtle_target_pose.y-turtle_original_pose.y, 2));
	break_flag=sqrt(pow(turtle_target_pose.x-turtle_original_pose.x, 2)+pow(turtle_target_pose.y-turtle_original_pose.y, 2));
		turtle_vel.publish(vel_msgs);
		feedback.present_turtle_x=turtle_original_pose.x;
		feedback.present_turtle_y=turtle_original_pose.y;
		feedback.present_turtle_theta=turtle_original_pose.theta;
		as->publishFeedback(feedback);
		ROS_INFO("break_flag=%f",break_flag);
	if(break_flag<0.1) break;
	r.sleep();
	}
// 当 action 完成后，向客户端返回结果
	ROS_INFO("TurtleMove is finished.");
	as->setSucceeded();
}
int main(int argc, char** argv)
{
	ros::init(argc, argv, "turtleMove");
	ros::NodeHandle n,turtle_node;
	ros::Subscriber sub =
	turtle_node.subscribe("turtle1/pose",10,&posecallback); //订阅小乌龟的位置信息
	turtle_vel =turtle_node.advertise<geometry_msgs::Twist>("turtle1/cmd_vel",10);//发布控制小乌龟运动的速度
// 定义一个服务器
	Server server(n, "turtleMove", boost::bind(&execute, _1,&server), false);
// 服务器开始运行
	server.start();
	ROS_INFO("server has started.");
	ros::spin();
	return 0;
}

在相同目录下，创建小乌龟“发布目标位置文件”turtleMoveClient.cpp
命令：

touch turtleMoveClient.cpp
gedit turtleMoveClient.cpp

加入以下代码：

#include <actionlib/client/simple_action_client.h>
#include "my_turtle_package/turtleMoveAction.h"
#include <turtlesim/Pose.h>
#include <turtlesim/Spawn.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
typedef actionlib::SimpleActionClient<my_turtle_package::turtleMoveAction>
Client;
struct Myturtle
{
	float x;
	float y;
	float theta;
}turtle_present_pose;
// 当 action 完成后会调用该回调函数一次
void doneCb(const actionlib::SimpleClientGoalState &state,
const my_turtle_package::turtleMoveResultConstPtr &result)
{
	ROS_INFO("Yay! The turtleMove is finished!");
	ros::shutdown();
}
// 当 action 激活后会调用该回调函数一次
void activeCb()
{
	ROS_INFO("Goal just went active");
}
// 收到 feedback 后调用该回调函数
void feedbackCb(const my_turtle_package::turtleMoveFeedbackConstPtr &feedback)
{
	ROS_INFO(" present_pose : %f %f %f",
	feedback->present_turtle_x,
	feedback->present_turtle_y,feedback->present_turtle_theta);
}
int main(int argc, char** argv)
{
	ros::init(argc, argv, "turtleMoveClient");
// 定义一个客户端
	Client client("turtleMove", true);
// 等待服务器端
	ROS_INFO("Waiting for action server to start.");
	client.waitForServer();
	ROS_INFO("Action server started, sending goal.");
// 创建一个 action 的 goal
	my_turtle_package::turtleMoveGoal goal;
	goal.turtle_target_x = 1;
	goal.turtle_target_y = 1;
	goal.turtle_target_theta = 0;
// 发送 action 的 goal 给服务器端，并且设置回调函数
	client.sendGoal(goal, &doneCb, &activeCb, &feedbackCb);
	ros::spin();
return 0;
}

完成以上两步后发现多出了两个文件。如图：
在这里插入图片描述
在功能包目录下创建 action 文件夹
先进入后创建，命令：

cd ~/catkin_ws/src/my_turtle_package
mkdir action

如图：
在这里插入图片描述
在 action 文件夹下创建 turtleMove.action 文件
命令：

cd action
touch turtleMove.action
gedit turtleMove.action

添加如下代码：

# Define the goal
float64 turtle_target_x # Specify Turtle's target position
float64 turtle_target_y
float64 turtle_target_theta
---
# Define the result
float64 turtle_final_x
float64 turtle_final_y
float64 turtle_final_theta
---
# Define a feedback message
float64 present_turtle_x
float64 present_turtle_y
float64 present_turtle_theta

如图：
在这里插入图片描述
修改 CMakeLists.txt 文件内容
命令：

cd ~/catkin_ws/src/my_turtle_package
sudo gedit CMakeLists.txt

1.将如下代码添加到 CMakeLists.txt 文件末尾

add_executable(turtleMoveClient src/turtleMoveClient.cpp)
target_link_libraries(turtleMoveClient ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(turtleMoveClient ${PROJECT_NAME}_gencpp)
add_executable(turtleMove src/turtleMove.cpp)
target_link_libraries(turtleMove ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(turtleMove ${PROJECT_NAME}_gencpp)

在这里插入图片描述

2.在该文件中找到 find_package 函数方法，修改为如下

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
roscpp
rospy
std_msgs
message_generation
actionlib_msgs
actionlib
)

在这里插入图片描述
3.在该文件中修改 add_action_files 函数

add_action_files(
FILES
turtleMove.action
)

在这里插入图片描述
4.修改catkin_package 函数

# INCLUDE_DIRS include
# LIBRARIES comm
# CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs
# DEPENDS system_lib
CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs
message_runtime

在这里插入图片描述
5.修改generate_messages 函数

generate_messages(
DEPENDENCIES
std_msgs
actionlib_msgs
)

在这里插入图片描述
修改 package.xml 文件内容

gedit package.xml

将文件中 build_depend 一栏、替换为如下代码，将文件中 exec_depend 一栏、替换为如下代码

<buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
<build_depend>roscpp</build_depend>
<build_depend>rospy</build_depend>
<build_depend>std_msgs</build_depend>
<build_depend>message_generation</build_depend>
<build_depend>actionlib</build_depend>
<build_depend>actionlib_msgs</build_depend>
<build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
<build_export_depend>rospy</build_export_depend>
<build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>

<exec_depend>roscpp</exec_depend>
<exec_depend>rospy</exec_depend>
<exec_depend>std_msgs</exec_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>
<exec_depend>actionlib</exec_depend>
<exec_depend>actionlib_msgs</exec_depend>

在这里插入图片描述

5、运行

编译

cd ~/catkin_ws
catkin_make

编译成功如下图：
在这里插入图片描述

source ./devel/setup.bash

新建终端2号，启动ros

roscore

新建终端3号，运行小海龟

rosrun turtlesim turtlesim_node

新建终端4号，运行 turtleMoveClient.cpp，运行目标位置代码

cd ~/catkin_ws
source ./devel/setup.bash
rosrun my_turtle_package turtleMoveClient

（等待输入，不回车）
在终端 1 运行 turtleMove

rosrun my_turtle_package turtleMove

按下终端1、4的回车，实验完成。
在这里插入图片描述

二、ROS分布式通信

1、查看ip地址和主机名称

ifconfig
hostname

本人此处需先安装连网工具
在这里插入图片描述

2、修改hosts文件

cd /etc
sudo gedit hosts

在这里插入图片描述

主机192.168.184.128
从机192.168.184.127

3、配置IP

cd ~/.bashrc

在bashrc文件后加上

export ROS_MASTER_URI=http://192.168.184.128:11311  //主机地址
export ROS_HOSTNAME=192.168.184.128
（从机同理）

source .bashrc

4、测试

主机启动 roscore、主机启动订阅节点

rosrun turtlesim turtlesim_node

从机启动发布节点

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

在这里插入图片描述

总结

本次作业让我练习了ROS的动作编程以及在两台虚拟机上实现分布式通信。加深了对ROS的理解并熟悉了对它的应用。