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ROS入门（C++ 及 思路）

使用Autolabor官方入门教程，注意事项

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比如生活中，我们家里有一个放零食的盒子，操作服务器就是这个盒子，用户和开发者都可以一起使用。

1.是ROS主题通信是基于最常用的通信模式模型，即：一个节点发布消息，另一个节点订阅消息

雷达------->导航（计算）-------->底盘

主题通信用于传递信息和运动控制指令，因此

雷达是发布的， 导航是订阅发布，底盘是订阅。

发布简单的三要素 - 订阅 - 中间要素

角色----> 流程 ----> 注意

1. master -----> 经理(媒人)

2. talker ------>发布者 （男方）

3.listner ------->订阅者 （女方）

master 根据话题 建立出版商和订阅者之间的联系

0. 男方提交信息 (房间，手机号) ——————发布者比订阅者有更多的信息

1. 女方提交信息 （房）

2. 媒人把男人的电话给女人

3. 女方打电话给男方(房间) 连接）

4. 男方响应(加微信/给微信)

5. 女方加男方微信

1.使用协议RPC和TCP；

2.步骤1和步骤0没有顺序关系

3.talker 和 listener多个可以存在

4.建立连接后，master可以关闭

5.上述流程已封装，直接调用即可

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我们要设置 我们的实际操作部分只进行C 实现案例）

接下来 从头开始逐一介绍（VScode请参考上述链接修改配置，否则无法正常调试）

一 ： 发布框架 发布逻辑

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建立 demo02_ws 工作空间

键入 code. 可以直接用vs打开工作空间

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---第一次是文件名，第二次是我们添加的包(后面的服务可以修改)

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(写代码的位置，在src在目录下新建一个cpp文件）

内容如下：

/*     需求: 实现基本主题通信，一方发布数据，另一方接收数据，          实现的关键点：          1.发送方          2.接收方          3.数据(这里是普通文本)           PS: 两者需要设置相同的主题       新闻发布方：         循环发布信息：HelloWorld 后缀数字      实现流程:         1.包含头文件          2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)         3.实例化 ROS 句柄         4.实例化 发布者 对象         5.组织发布的数据，并编写逻辑发布数据  */ // 1.包含头文件  #include "ros/ros.h" #include "std_msgs/String.h" ////普通文本类型的消息 #include <sstream>  int main(int argc, char  *argv[]) {        //设置编码     setlocale(LC_ALL,"");      //2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)     // 参数1和参数2 后期使用节点传值     // 参数3 是节点名称，是标识符，运行后需要保证，在 ROS 唯一的网络拓扑     ros::init(argc,argv,"talker");     //3.实例化 ROS 句柄     ros::NodeHandle nh;//该类封装了 ROS 一些常用功能      //4.实例化 发布者 对象     //泛型: 发布的新闻类型     //参数1: 要发布的话题     //参数2: 队列中保存最多的消息，超过此阀值时，先进先销毁(时间早先销毁)     ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("chatter",10);      //5.组织发布的数据，并编写逻辑发布数据     ///数据(动态组织)     std_msgs::String msg;     // msg.data = "你好啊！！！！";     std::string msg_front = "Hello 你好！"; ///消息前缀     int count = 0; ///消息计数器      //逻辑(一秒10次)     ros::Rate r(1);      ///节点不死     while (ros::ok())     {         //使用 stringstream 拼接字符串和编号         std::stringstream ss;         ss << msg_front << count;         msg.data = ss.str();         ///发布消息         pub.publish(msg);         //加入调试，打印发送的信息         ROS_INFO("发送消息:%s",msg.data.c_str());          ///根据前面设定的贫困频率自动休眠 休眠时间 = 1/频率；         r.sleep();         count  ;///循环结束前，让 count 自增         ///暂无应用         ros::spinOnce();     }       return 0; }

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映射名和定义名最好一样

(1)   

(2)   

然后shift+ctrl+b调试看看有没出错

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         进入工作空间的方法：

 

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二：订阅方

（1）新建订阅方文件（在src文件里）

具体内容：

/*
    需求: 实现基本的话题通信，一方发布数据，一方接收数据，
         实现的关键点:
         1.发送方
         2.接收方
         3.数据(此处为普通文本)


    消息订阅方:
        订阅话题并打印接收到的消息

    实现流程:
        1.包含头文件 
        2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
        3.实例化 ROS 句柄
        4.实例化 订阅者 对象
        5.处理订阅的消息(回调函数)
        6.设置循环调用回调函数

*/
// 1.包含头文件 
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr& msg_p){
    ROS_INFO("我听见:%s",msg_p->data.c_str());
    // ROS_INFO("我听见:%s",(*msg_p).data.c_str());
}
int main(int argc, char  *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    //2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
    ros::init(argc,argv,"listener");
    //3.实例化 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;

    //4.实例化 订阅者 对象
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe<std_msgs::String>("chatter",10,doMsg);
    //5.处理订阅的消息(回调函数)

    //     6.设置循环调用回调函数
    ros::spin();//循环读取接收的数据，并调用回调函数处理

    return 0;
}

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（2）修改 CmakeLists 

与发布者相同，对比着上面修改一下名称即可

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（3）启动命令行

与上面相同，同时启动3个命令行

但是这次最后一个也是rosrun启动

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注意事项在所给的课件里面有提到

如果要使用计算图查看，就再建立一个命令行

就可以查看了

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，建立一个新的文件夹和一个个人文件

（msg  与   person.msg）

内容如下：

我们要配置依赖关系

 接着编译一下，可以生成我们过程中需要的文件

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发布方：

配置vscode

在终端中打开

具体内容如下：

#include "ros/ros.h"
#include "plumbing_pub_sub/Person.h"

int main(int argc,char *aegv[])
{
setlocale(LC_ALL,"");
//1 初始化节点
ros::init(argc,argv,"banZhuRen");
//2 创建句柄
ros::NodeHandle nh;
//3 创立发布对象
ros::Pulisher pub = nh.advertise<plumbing_pub_sub::Person>("liaoTian",10);

// 4-1 创建发布数据
plumbing_pub_sub::Person person;
person.name = "张三";
person.age = 1;
person.height = 1.73;
// 4-2 创建发布频率
ros::Rate rate(1);
// 4-3 循环发布
while(ros::ok())
{
//修改被发布数据
person.age+=1;
//数据发布
pub.publish(person);
ROS_INFO("发布消为:%s,%d,%.2f",person.name.c_str(),person,age.c_str(),person.height.c_str());
//休眠
rate.sleep();
//  最好写
ros::spinOnce();

}


return 0;
}

接下来的内容与上面一样，

 添加完成后再编译一下

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 新建一个文件，然后写内容

void doPerson(const plumbing_pub_sub::Person::ConstPtr& person)
{
ROS_INFO("订阅消息为:%s,%d,%.2f",person.name.c_str(),person,age.c_str(),person.height.c_str());
}
int main(int argc.char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,"");
ros::init(argc,argv,"jiaZhang");
ros::NodeHandle nh;
ros::Subscriber sub = nh/subscribe("liaoTian",10,doPerson);

ros::spin();
}

 自定义与官方的区别在于，多了一个配置，其它的东西都是大同小异

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二- 服务通信

服务通信也是ROS中一种极其常用的通信模式，服务通信是基于模式的，是一种应答机制。也即: 一个节点A向另一个节点B发送请求，B接收处理请求并产生响应结果返回给A。

机器人巡逻过程中，控制系统分析传感器数据发现可疑物体或人... 此时需要拍摄照片并留存

定义srv 文件内的可用数据类型与 msg 文件一致，且定义 srv 实现流程与自定义 msg 实现流程类似:

步骤如下：

  1. 按照固定格式创建srv文件

  2. 编辑配置文件

  3. 编译生成中间文件

调用svc 文件，流程如下：

  1. 编写服务端实现
  2. 编写客户端实现
  3. 编辑配置文件
  4. 编译并执行 

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接下来为详细操作：

 

 新建服务文件夹和文件（）

 package 和 Cmakelist下更改配置 

 

 

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在 

/*
    需求: 
        编写两个节点实现服务通信，客户端节点需要提交两个整数到服务器
        服务器需要解析客户端提交的数据，相加后，将结果响应回客户端，
        客户端再解析

    服务器实现:
        1.包含头文件
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建 ROS 句柄
        4.创建 服务 对象
        5.回调函数处理请求并产生响应
        6.由于请求有多个，需要调用 ros::spin()

*/
#include "ros/ros.h"
#include "demo03_server_client/AddInts.h"

// bool 返回值由于标志是否处理成功
bool doReq(demo03_server_client::AddInts::Request& req,
          demo03_server_client::AddInts::Response& resp){
    int num1 = req.num1;
    int num2 = req.num2;

    ROS_INFO("服务器接收到的请求数据为:num1 = %d, num2 = %d",num1, num2);

    //逻辑处理
    if (num1 < 0 || num2 < 0)
    {
        ROS_ERROR("提交的数据异常:数据不可以为负数");
        return false;
    }

    //如果没有异常，那么相加并将结果赋值给 resp
    resp.sum = num1 + num2;
    return true;


}

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    // 2.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"AddInts_Server");
    // 3.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;
    // 4.创建 服务 对象
    ros::ServiceServer server = nh.advertiseService("AddInts",doReq);
    ROS_INFO("服务已经启动....");
    //     5.回调函数处理请求并产生响应
    //     6.由于请求有多个，需要调用 ros::spin()
    ros::spin();
    return 0;
}

接下来再第一个CMakeList里面继续修改（也就是大包的Cmake）

P137
add_excutable(demo01_server src/demo01_server.cpp)

P147
add_dependencies(demo01_server ${PROJECT_NAME}_gencpp)

p150 开始 下面注释去掉
target_link_libraries(demo01_server
 ${catkin_LIBRARIES})

配置完成后，打开三个命令行

roscore

cd demo03_ws/
source ./devel/setup.bash
rosrun plumbing_server_client demo01_server

就可以使用了

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三 - 参数服务器

参数服务器实现是最为简单的，该模型如下图所示,该模型中涉及到三个角色:

  • ROS Master (管理者)
  • Talker           (参数设置者)
  • Listener        (参数调用者)

ROS Master 作为一个公共容器保存参数，Talker 可以向容器中设置参数，Listener 可以获取参数。

（直接再虚拟机上操作）

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实操控制乌龟运动

 

 

 

 

/*
    编写 ROS 节点，控制小乌龟画圆

    准备工作:
        1.获取topic(已知: /turtle1/cmd_vel)
        2.获取消息类型(已知: geometry_msgs/Twist)
        3.运行前，注意先启动 turtlesim_node 节点

    实现流程:
        1.包含头文件
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建发布者对象
        4.循环发布运动控制消息
*/

#include "ros/ros.h"
#include "geometry_msgs/Twist.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    // 2.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"control");
    ros::NodeHandle nh;
    // 3.创建发布者对象
    ros::Publisher pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel",1000);
    // 4.循环发布运动控制消息
    //4-1.组织消息
    geometry_msgs::Twist msg;
    msg.linear.x = 1.0;
    msg.linear.y = 0.0;
    msg.linear.z = 0.0;

    msg.angular.x = 0.0;
    msg.angular.y = 0.0;
    msg.angular.z = 2.0;

    //4-2.设置发送频率
    ros::Rate r(10);
    //4-3.循环发送
    while (ros::ok())
    {
        pub.publish(msg);

        ros::spinOnce();
    }


    return 0;
}

 

 

 

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订阅乌龟位姿（话题订阅）

-------准备工作-------

package配置

 CmakeList配置

添加功能包

 -----------

 2.

内容如下：

/*  
    订阅小乌龟的位姿: 时时获取小乌龟在窗体中的坐标并打印
    准备工作:
        1.获取话题名称 /turtle1/pose
        2.获取消息类型 turtlesim/Pose
        3.运行前启动 turtlesim_node 与 turtle_teleop_key 节点

    实现流程:
        1.包含头文件
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建 ROS 句柄
        4.创建订阅者对象
        5.回调函数处理订阅的数据
        6.spin
*/

#include "ros/ros.h"
#include "turtlesim/Pose.h"

void doPose(const turtlesim::Pose::ConstPtr& p){
    ROS_INFO("乌龟位姿信息:x=%.2f,y=%.2f,theta=%.2f,lv=%.2f,av=%.2f",
        p->x,p->y,p->theta,p->linear_velocity,p->angular_velocity
    );
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    // 2.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"sub_pose");
    // 3.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;
    // 4.创建订阅者对象
    ros::Subscriber sub = nh.subscribe<turtlesim::Pose>("/turtle1/pose",1000,doPose);
    // 5.回调函数处理订阅的数据
    // 6.spin
    ros::spin();
    return 0;
}

再次配置CMakeList

 ----------------------------------------

cd demo02_ws/
source ./devel/setup.bash
rosrun plumbing_test test02_sub_pose

标签： p150光电传感器

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