【ROS学习】ROS topic介绍与发布订阅程序

        在ROS中,话题(Topic是一种基本的通信机制,它用于节点之间的消息传递。一个节点可以发布消息到一个话题,其他节点可以订阅该话题并接收消息。

【topic编程实现发布者

(1)准备工作

1、安装 ROS,确保 ROS已经正确配置并启动。

2、创建一个 ROS 工作空间。例如~/catkin_ws/src,示例代码如下:

mkdir -p ~/catkin_ws/src

工作空间(workspace)是一个存放工程开发相关文件的文件夹,包含以下内容:

src:代码空间(Source Space)

build:编译空间(Build Space)

devel:开发空间(Development Space)

install:安装空间(Install Space)

(2)创建发布者

1、在终端进入工作空间,先初始化工作空间,然后创建ros软件包

cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace
catkin_creat_pkg srr_pkg roscpp rospy std_msgs

2、在catkin_ws目录下编译功能包,并设置环境变量(不设置环境变量,ros运行时会找不到功能包)

cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

1、使用c++编写发布者节点

注:如果下载了VScode则可以在里面直接创建c++文件,如果没有下载可以在终端通过以下指令创建c++源文件

touch src/publisher.cpp

打开文本编辑器

gedit publisher.cpp

编写发布者程序:

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc,argv,"publisher_node");//初始化节点
//  printf("开始发布数据\n");
    ros::NodeHandle nh;
    ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("this_is_a_topic",10);//创建一个发布者
    ros::Rate loop_rate(10);

    while (ros::ok())
    {
        std_msgs::String msg;
        printf("开始发布数据\n");
        msg.data = "xiaoxifasongzhong";
        pub.publish(msg);
        loop_rate.sleep();
    }

以上程序创建了一个 ROS 节点,该节点以 10Hz 的频率发布一个名为"this_is_a_node" 的话题,该主题的类型为 std_msgs/String。

接下来在CMakeLists.txt添加编译规则

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

然后编译,编译之后就可以运行了

cd ~/catkin_ws
catkin_make

运行发布者节点:

roscore
rosrun topic_pkg publisher

2、使用python编写发布者节点

创建python源文件与创建c++相同,此处不再赘述

编写发布者程序:

#!/usr/bin/env python3 
#解释器如果是ubuntu20.04以前用python,20.04以后的选择python3
#encoding = UTF-8

import rospy
from std_msgs.msg import String

if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("publisher_node")
#   rospy.logwarn("这个函数是为了确保节点初始化成功")

    pub = rospy.Publisher("pub_sub",String,queue_size=10)
    rate = rospy.Rate(10)

    while not rospy.is_shutdown():
        rospy.loginfo("开始发送消息")
        msg = String()
        msg.data = "圆周率=3.1415926"
        pub.publish(msg)
        rate.sleep()

python文件属于不需要编译直接可以运行的文件,但此处需要更改文件权限,允许文件作为程序执行。具体方法如下:

方法1、找到编写的python文件,鼠标右键单机选择属性,找到权限,在界面倒数第二行【允许文件作为程序执行】前面打勾

方法二:找到文件所在文件夹,右键单击选择在终端打开,输入以下指令:

chmod +x publisher.py

最后便可以执行程序了

(3)创建订阅者

订阅者创建流程与发布者创建相同,只需参考上文即可

1、使用c++编写订阅者程序

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

void feedback(std_msgs::String msg)
{
    ROS_INFO(msg.data.c_str());
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc,argv,"subseriber_node");

    ros::NodeHandle nh;
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe<std_msgs::String>("this_is_a_topic",10,feedback);
    while (ros::ok())
    {
        ros::spinOnce();
    }
    
    
    return 0;
}

同样需要在在CMakeLists.txt添加编译规则

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

2、使用python编写订阅者程序

#!/usr/bin/env python3 
#解释器如果是ubuntu20.04以前用python,20.04以后的选择python3
#encoding = UTF-8

import rospy
from std_msgs.msg import String

def feedback(msg):
    rospy.loginfo(msg.data)


if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("subscriber_node")
    sub = rospy.Subscriber("pub_sub",String,feedback,queue_size=10)
#   while not rospy.is_shutdown:
    rospy.spin()

同样不要忘了将python作为可执行文件。

(4)实验结果

1、先运行ros

roscore

2、依次运行刚刚编写的publisher与subscriber

rosrun srr_pkg publisher
rosrun srr_pkg subscriber

3、结果如下

4、编写的python文件,运行方式与上文相同

roscore
rosrun srr_pkg publisher.py
rosrun srr_pkg subscriber.py

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