ROS的自定义msg发布与订阅实现

ROS的自定义msg生成

简介：

在 ROS 通信协议中，数据载体是一个较为重要组成部分，ROS 中通过 std_msgs 封装了一些原生的数据类型,比如:String、Int32、Int64、Char、Bool、Empty.... 但是，这些数据一般只包含一个 data 字段，结构的单一意味着功能上的局限性，当传输一些复杂的数据，比如: 激光雷达的信息... std_msgs 由于描述性较差而显得力不从心，这种场景下可以使用自定义的消息类型。

msgs只是简单的文本文件，每行具有字段类型和字段名称，可以使用的字段类型有：

• int8, int16, int32, int64 (或者无符号类型: uint*)
• float32, float64
• string
• time, duration
• other msg files
• variable-length array[] and fixed-length array[C]

ROS中还有一种特殊类型：Header，标头包含时间戳和ROS中常用的坐标帧信息。会经常看到msg文件的第一行具有Header标头。

需求:创建自定义消息，该消息包含人的信息:姓名、身高、年龄等。

流程:

1. 按照固定格式创建 msg 文件
2. 编辑配置文件
3. 编译生成可以被 Python 或 C++ 调用的中间文件

1. 自定义msg文件

进入功能包目录下，新建msg目录，添加文件 Person.msg并添加自定义类型数据：

mkdir msg
touch Person.msg

在Person.msg中输入内容：

string name
int32 age
float32 height

2 编辑配置文件

在package.xml中添加编译依赖与执行依赖：

  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend>

CMakeLists.txt编辑 msg 相关配置：

# 需要加入 message_generation,必须有 std_msgs
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  message_generation
)
## 配置 msg 源文件
add_message_files(
  FILES
  Person.msg
)
# 生成消息时依赖于 std_msgs
generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)
#执行时依赖
catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES demo02_talker_listener
  CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime
#  DEPENDS system_lib
)

3编译生成文件

ctrl+shift+B

编译后的中间文件查看:

C++ 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/include/包名/xxx.h)

 

Python 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/msg)

 自定义msg发布与订阅：

需求: 编写发布订阅实现，要求发布方以10HZ(每秒10次)的频率发布自定义消息，订阅方订阅自定义消息并将消息内容打印输出。

流程:

在模型实现中，ROS master 不需要实现，而连接的建立也已经被封装了，需要关注的关键点有三个：发布方、订阅方、数据（自定义msg）。

1>vscode配置

为了方便代码提示以及避免误抛异常，需要先配置 vscode，将前面生成的 head 文件路径配置进 c_cpp_properties.json 的 includepath属性：

{
    "configurations": [
        {
            "browse": {
                "databaseFilename": "",
                "limitSymbolsToIncludedHeaders": true
            },
            "includePath": [
                "/opt/ros/noetic/include/**",
                "/usr/include/**",
                "/xxx/yyy工作空间/devel/include/**" //配置 head 文件的路径 
            ],
            "name": "ROS",
            "intelliSenseMode": "gcc-x64",
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "c11",
            "cppStandard": "c++17"
        }
    ],
    "version": 4
}

2>C++的实现流程

发布方实现:

//头文件
#include “ros/ros.h”
#include “sub_pub/Person.h”
int main(int argc,char *argv[])
{
	setlocale(“LC_ALL,””);
	//1，初始化ROS节点
	ros::init(argc,argv,”talker_person”);
	//2 创建ros句柄
	ros::NodeHandle nh;
	//3 创建发布者对象
	ros::Publisher pub = nh.advertise<sub_pub::Person>(“chatter_person”,10);
	//4 组织发布信息
	sub_pub::Person p;
    p.name = "sunwukong";
    p.age = 1;
    p.height = 1.45;
    // rate
    ros::Rate r(1);
    While(ros::ok())
    {
	    pub.publish(p);
	    ROS_INFO("我叫:%s,今年%d岁,高%.2f米", p.name.c_str(), p.age, p.height);
	    r.sleep();
	    ros::spinOnce();
    }
    return 0;
}

订阅方实现：

#include "ros/ros.h"
#include "sub_pub/Person.h"
void doPerson(const sub_pub::Person::ConstPtr& person_p)
{
    ROS_INFO("订阅的人信息:%s, %d, %.2f", person_p->name.c_str(), person_p->age, person_p->height);
}
int main(int argc, char *argv[])
{   
    setlocale(LC_ALL,"");
    //1.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"listener_person");
    //2.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;
    //3.创建订阅对象
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe<sub_pub::Person>("chatter_person",10,doPerson);
    //4.回调函数中处理 person
    //5.ros::spin();
    ros::spin();    
    return 0;
}

3>配置CmakeLists.txt文件

add_executable(person_talker src/person_talker.cpp)
add_executable(person_listener src/person_listener.cpp)

add_dependencies(person_talker ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
add_dependencies(person_listener ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

target_link_libraries(person_talker
  ${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(person_listener
  ${catkin_LIBRARIES}
)

4>执行：

1.启动 roscore;

2.启动发布节点;

3.启动订阅节点

PS：可以使用 rqt_graph 查看节点关系。