11.1 编写Publisher Node
节点(Node) 是指 ROS 网络中可执行文件。接下来,我们将会创建一个发布器节点("talker"),它将不断的在 ROS 网络中广播消息。
切换到之前创建的 beginner_tutorials package
路径下:
$ roscd beginner_tutorials
11.1.1 源代码
在 beginner_tutorials package
路径下创建一个src
文件夹:
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src/beginner_tutorials/src
这个文件夹将会用来放置 beginner_tutorials package
的所有源代码。 在 beginner_tutorials package
里创建 src/talker.cpp
文件,并将如下代码粘贴到文件内:
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include <sstream>
/**
* This tutorial demonstrates simple sending of messages over the ROS system.
*/
int main(int argc, char **argv)
{
/**
* The ros::init() function needs to see argc and argv so that it can perform
* any ROS arguments and name remapping that were provided at the command line. For programmatic
* remappings you can use a different version of init() which takes remappings
* directly, but for most command-line programs, passing argc and argv is the easiest
* way to do it. The third argument to init() is the name of the node.
*
* You must call one of the versions of ros::init() before using any other
* part of the ROS system.
*/
ros::init(argc, argv, "talker");
/**
* NodeHandle is the main access point to communications with the ROS system.
* The first NodeHandle constructed will fully initialize this node, and the last
* NodeHandle destructed will close down the node.
*/
ros::NodeHandle n;
/**
* The advertise() function is how you tell ROS that you want to
* publish on a given topic name. This invokes a call to the ROS
* master node, which keeps a registry of who is publishing and who
* is subscribing. After this advertise() call is made, the master
* node will notify anyone who is trying to subscribe to this topic name,
* and they will in turn negotiate a peer-to-peer connection with this
* node. advertise() returns a Publisher object which allows you to
* publish messages on that topic through a call to publish(). Once
* all copies of the returned Publisher object are destroyed, the topic
* will be automatically unadvertised.
*
* The second parameter to advertise() is the size of the message queue
* used for publishing messages. If messages are published more quickly
* than we can send them, the number here specifies how many messages to
* buffer up before throwing some away.
*/
ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
ros::Rate loop_rate(10);
/**
* A count of how many messages we have sent. This is used to create
* a unique string for each message.
*/
int count = 0;
while (ros::ok())
{
/**
* This is a message object. You stuff it with data, and then publish it.
*/
std_msgs::String msg;
std::stringstream ss;
ss << "hello world " << count;
msg.data = ss.str();
ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
/**
* The publish() function is how you send messages. The parameter
* is the message object. The type of this object must agree with the type
* given as a template parameter to the advertise<>() call, as was done
* in the constructor above.
*/
chatter_pub.publish(msg);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
++count;
}
return 0;
}
11.1.2 代码说明
现在,我们来分段解释代码。
#include "ros/ros.h"
ros/ros.h 是一个实用的头文件,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。需要关于消息的定义,可以参考 msg 页面。
ros::init(argc, argv, "talker");
初始化 ROS 。它允许 ROS 通过命令行进行名称重映射——然而这并不是现在讨论的重点。在这里,我们也可以指定节点的名称——运行过程中,节点的名称必须唯一。
ros::NodeHandle n;
为这个进程的节点创建一个句柄。第一个创建的 NodeHandle
会为节点进行初始化,最后一个销毁的 NodeHandle
则会释放该节点所占用的所有资源。
ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
告诉 master
我们将要在 chatter
(话题名) 上发布 std_msgs/String 消息类型的消息。这样 master 就会告诉所有订阅了 chatter
话题的节点,将要有数据发布。第二个参数是发布序列的大小。如果我们发布的消息的频率太高,缓冲区中的消息在大于 1000 个的时候就会开始丢弃先前发布的消息。
NodeHandle::advertise()
返回一个 ros::Publisher
对象,它有两个作用:.
它有一个
publish()
成员函数可以让你在topic
上发布消息;如果消息类型不对,它会拒绝发布。
ros::Rate loop_rate(10);
ros::Rate
对象可以允许你指定自循环的频率。它会追踪记录自上一次调用 Rate::sleep()
后时间的流逝,并休眠直到一个频率周期的时间。 在这个例子中,我们让它以 10Hz 的频率运行。
int count = 0;
while (ros::ok()) {
roscpp
会默认生成一个 SIGINT
句柄,它负责处理 Ctrl-C
键盘操作——使得 ros::ok()
返回 false
。
如果下列条件之一发生,ros::ok()
返回false:
SIGINT 被触发 (
Ctrl-C
)被另一同名节点踢出 ROS 网络
ros::shutdown()
被程序的另一部分调用节点中的所有 ros::NodeHandles 都已经被销毁
一旦 ros::ok() 返回 false, 所有的 ROS 调用都会失效。
std_msgs::String msg; std::stringstream ss; ss << "hello world " << count; msg.data = ss.str();
我们使用一个由 msg file 文件产生的『消息自适应』类在 ROS 网络中广播消息。现在我们使用标准的String
消息,它只有一个数据成员"data"
。当然,你也可以发布更复杂的消息类型。
chatter_pub.publish(msg);
这里,我们向所有订阅 chatter
话题的节点发送消息。
ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
ROS_INFO
和其他类似的函数可以用来代替 printf/cout
等函数。具体可以参考 rosconsole documentation,以获得更多信息。
ros::spinOnce();
在这个例子中并不是一定要调用 ros::spinOnce()
,因为我们不接受回调。然而,如果你的程序里包含其他回调函数,最好在这里加上 ros::spinOnce()
这一语句,否则你的回调函数就永远也不会被调用了。
loop_rate.sleep();
这条语句是调用 ros::Rate 对象来休眠一段时间以使得发布频率为 10Hz。
对上边的程序进行一下总结:
初始化 ROS 系统
在 ROS 网络内广播我们将要在 chatter 话题上发布 std_msgs/String 类型的消息
以每秒 10 次的频率在 chatter 上发布消息
接下来我们要编写一个节点来接收这个消息。
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