ROS入门学习笔记(一)——节点、功能包

原创已于 2025-11-15 17:01:40 修改 · 792 阅读

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于 2025-11-13 12:59:40 首次发布

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一、核心关系概览：

我们可以用一个简单的比喻来开始：

功能包 就像一个项目文件夹或软件包，它包含了完成一个特定功能所需的所有文件（代码、配置文件、数据等）。
节点就像是这个项目中的一个可执行程序或进程，负责完成一项具体的任务。

二、工作流程简述：

创建：你创建一个功能包（catkin_create_pkg），并在其中编写节点的源代码。
定义：在 package.xml 中声明包的依赖，在 CMakeLists.txt 中配置如何生成节点的可执行文件。
构建：编译工作空间，将源代码构建成可执行的节点。
运行：使用 rosrun 或 roslaunch 来运行功能包中的节点。
通信：运行起来的节点，无论它们属于哪个功能包，都通过ROS Master连接起来，形成一个分布式计算图，通过话题、服务等进行通信，协同工作。

三、实际操作：

（1）创建功能包和节点

①基于ubantu 20.04的ROS noetic版本，使用 ctrl+alt+T 快捷键打开一个新终端，输入如下指令。

//在~/catkin_ws/src/目录下创建包
cd ~/catkin_ws/src/
catkin_create_pkg ssr_pkg rospy roscpp std_msgs
//在对应地址下会生成四个文件：package_xml、CMakeLists.txt、ssr_pkg、src

使用catkin_create_pkg创建功能包，指定依赖项 catkin_create_pkg <包名> <依赖项列表>

上述代码中： ssr_pkg 为功能包名

rospy、roscpp、std_msgs 分别为Python、C++的依赖项

②打开VScode软件在~/catkin_ws/src/ssr_pkg/src目录下创建文件：chao_node.cpp

编辑新建的节点文件，输入以下内容并保存。

# include<ros/ros.h>
# include<std_msgs/String.h>  //标准类型的头文件


int main(int argc, char *argv[])
{   
    ros::init(argc, argv, "chao_node");  //初始化节点，解析命令行参数，命名节点为“chao_node”
    printf("我来也\n");


    //管理节点与ROS系统的连接，提供创建发布者、订阅者等功能。
    ros::NodeHandle nh;  //调用NodeHandle大管家并将其命名为 nh
    //创建一个发布者Publisher，并命名为 pub 。
    ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("topic_A",10); //adveitise<类型>（“主题”，缓存长度）     String——字符串类型

    ros::Rate loop_rate(10);    //设置循环频率为10HZ（每秒10次）
    while(ros::ok())
    {   
        printf(" 带飞 \n");
        std_msgs::String msg;    //创建String类型的消息对象
        msg.data = "上车";  //设置消息内容
        pub.publish(msg);  //发布到主题topic_A
        loop_rate.sleep();//休眠以维持10HZ的频率
    }
    return 0;



}

③重复②中步骤，在同一目录下创建新的节点 yao_node.cpp。（如下图）

编辑新建的节点文件，输入以下内容并保存。

# include<ros/ros.h>
# include<std_msgs/String.h>  //标准类型的头文件


int main(int argc, char *argv[])
{   
    ros::init(argc, argv, "yao_node");  //初始化节点，解析命令行参数，命名节点为“chao_node”
    printf("我来也\n");


    //管理节点与ROS系统的连接，提供创建发布者、订阅者等功能。
    ros::NodeHandle nh;  //调用NodeHandle大管家并将其命名为 nh
    //创建一个发布者Publisher，并命名为 pub 。
    ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("topic_B",10); //adveitise<类型>（“主题”，缓存长度）     String——字符串类型

    ros::Rate loop_rate(10);    //设置循环频率为10HZ（每秒10次）
    while(ros::ok())
    {   
        printf(" 求带飞 \n");
        std_msgs::String msg;    //创建String类型的消息对象
        msg.data = "躺赢";  //设置消息内容
        pub.publish(msg);  //发布到主题topic_A
        loop_rate.sleep();//休眠以维持10HZ的频率
    }
    return 0;



}

（2）在 `CMakeLists.txt` 中配置如何生成节点的可执行文件：

①设置`CMakeLists.txt文件`

在VScode中打开与节点在同一地址中的CMakeLists.txt文件：

在其中找到Build 中找到如下代码中的两条：

###########
## Build ##
###########


# add_executable(${PROJECT_NAME}_node src/wpr_simulation_node.cpp)

# target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node
#   ${catkin_LIBRARIES}
# )

复制黏贴到末尾，修改其中节点名称为需要用的节点，目的是为了给其添加一个可执行项。（如下所示）

add_executable(chao_node src/chao_node.cpp)  #为这个包添加一个可执行程序
target_link_libraries(chao_node        
  ${catkin_LIBRARIES}
)
add_executable(yao_node src/yao_node.cpp)  #为这个包添加一个可执行程序
target_link_libraries(yao_node        
  ${catkin_LIBRARIES}
)

②编译

在终端中输入

cd ~/catkin_ws/      //进入工作空间
catkin_make       //编译

（3）运行

①使用rosrun 命令

打开一个新的终端输入(快捷键 ctrl+alt+T)

roscore    //打开ROS空间

再打开一个新的终端输入

rosrun ssr_pkg chao_node

可以看到节点已经启动（如图）

②使用 `roslaunch` 命令（可以一次性调用多个节点）

创建launch文件，在任意一个功能包文件下创建launch文件夹，在该文件夹下创建kai_hei.launch文件（如图）

编辑kai_hei.launch文件，保存。

<launch>
    <node pkg="ssr_pkg" type="yao_node" name="yao_node"> 
    <node pkg="ssr_pkg" type="chao_node" name="chao_node"> 




</launch>

打开终端运行（launch文件会自动启动ros，无需使用roscore命令）

roslaunch ssr_pkg kai_hei.launch

结果如图：

由结果可知：

yao_node (pid [4856]) - 已启动
chao_node (pid [4860]) - 已启动

查看节点运行状态：

打开新的终端（原终端保持打开状态）

rosnode list

总结：

没有问题！ ROS launch文件已经成功运行，两个节点都在正常执行。

后续调试。。。。。。。。。。。。。