程序员经验分享-hwhale

ROS入门保姆级教程：7-ROS话题通信实现2：自定义消息类型（msg）

2023-05-16

ROS入门往期：
ROS入门保姆级教程：1-hello world初体验
ROS入门保姆级教程：2-VScode中使用ROS
ROS入门保姆级教程：3-ROS文件系统
ROS入门保姆级教程：4-ROS文件系统操作指令
ROS入门保姆级教程：5-ROS计算图
ROS入门保姆级教程：6-ROS话题通信实现

文章目录

  • 0 介绍
  • 1 自定义消息的流程
    • 1.1 定义msg文件
    • 1.2 编辑配置文件
    • 1.3 编译
  • 2 话题通信自定义msg调用（C++）
    • 2.0 VScode配置
    • 2.1 发布方实现（C++）
    • 2.2 订阅方实现（C++）
    • 2.3 测试
  • 3 话题通信自定义msg调用（Python）
    • 3.0 VScode配置
    • 3.1 发布方实现（Python）
    • 3.2 订阅方实现（Python）
    • 3.3 测试

0 介绍

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，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*)
    注意：使用int类型的编译无法通过
  • float32, float64
    注意：使用double、float类型的编译无法通过
  • 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。

1 自定义消息的流程

  1. 在功能包中创建msg文件夹，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

1.1 定义msg文件

功能包下新建 msg 文件夹，添加文件 person.msg

uint32 NO
string name
uint16 age
float64 height
string job

1.2 编辑配置文件

【package.xml 】中添加编译依赖与执行依赖

  <!-- 添加编译依赖-->
  <build_depend>message_generation</build_depend>
  
  <!-- 添加执行依赖-->
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend>
  <!-- exce_depend 以前对应的是 run_depend 现在非法-->

【CMakeLists.txt 】编辑 msg 相关配置

  1. 添加编译依赖
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
   roscpp
   rospy
   std_msgs
   message_generation #添加编译依赖
)
# 需要加入 message_generation,必须有 std_msgs
  1. 添加 .msg 源文件
## 配置 msg 源文件
add_message_files(
  FILES
  Person.msg #添加源文件
)
  1. 为1中 的message_generation 添加依赖
# 生成消息时依赖于 std_msgs
#放开该部分注释
generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs 
)
  1. 添加执行依赖
#执行时依赖
catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES demo02_talker_listener
  CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime#添加
#  DEPENDS system_lib
)

1.3 编译

  1. 编译：【Ctrl + Shift + B】

  2. 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)
    在这里插入图片描述

C++调用需要include【.h】头文件

Python 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/msg/xxx.py)
在这里插入图片描述

Python调用需要导包【.py】头文件

后续调用相关 msg 时，是从这些中间文件调用的

2 话题通信自定义msg调用（C++）

分析:

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
接收方
数据(此处为自定义消息)

流程:

编写发布方实现；
编写订阅方实现；
编辑配置文件；
编译并执行。

2.0 VScode配置

！！该步骤也可省，只是为了防止一些异常情况

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": "${default}",
        "limitSymbolsToIncludedHeaders": false
      },
      "includePath": [
        "/opt/ros/melodic/include/**",
        "/usr/include/**",
        "/home/【workspace_name】/devel/include/**" #添加 head 文件路径
      ],
      "name": "ROS",
      "intelliSenseMode": "gcc-x64",
      "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
      "cStandard": "gnu11",
      "cppStandard": "c++14"
    }
  ],
  "version": 4
}

2.1 发布方实现（C++）

C++源文件放置路径于：【/workspace_name / src / pkg_name / src / file_name.cpp】

1.源码

/*
实现目标：
    1hz频率循环发布人员信息
    添加计数器并打印日志

实现流程
    1.包含头文件
    2.初始化ROS节点
    3.创建句柄
    4.创建发布对象
    5.组织数据
    6.发布数据
*/

//1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "pub_sub_pkg/person.h" //自定义message头文件

using namespace ros;

int	main(int argc, char **argv)
{
    //2.初始化ROS节点
    init(argc, argv, "demo5_pub_person");

    //3.创建句柄
    NodeHandle nh_pub_person;

    //4.创建发布对象
    Publisher pub_obj_person = nh_pub_person.advertise<pub_sub_pkg::person>("topic_name_pubsub_person", 100); 


    //5.组织数据
    //在person.h中，person是命名空间pub_sub_pkg下的一个结构体
    //创建person的实例化对象并赋值
    pub_sub_pkg::person person_obj;
    person_obj.NO = 0;
    person_obj.name = "Zhang San";
    person_obj.age = 17;
    person_obj.height = 1.78;
    person_obj.job = "student";

    //6.发布数据
    Rate rate(1);
    while(ok())
    {
        person_obj.NO ++;
        pub_obj_person.publish(person_obj);
        //至此已完成发布

        //打印日志
        ROS_INFO("\n Personnel information: \n NO.:%u, \n NAME: %s, \n AGE: %d, \n HEIGHT: %.2f, \n JOB: %s", 
                 person_obj.NO, person_obj.name.c_str(), person_obj.age, person_obj.height, person_obj.job.c_str());

        rate.sleep();
        spinOnce();
    }

    return 0;
}

2.配置CMakeLists.txt文件

#添加可执行文件
#add_executable(节点名，一般同文件名  src/文件名.cpp)
add_executable(demo5_pub_person src/demo5_pub_person_c.cpp)

# add_dependencies(节点名 ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
add_dependencies(demo5_pub_person ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
#该操作可保证在编译过程中先编译【.msg】文件再编译cpp源文件，防止编译过程中出错

#修改目标链接库
#target_link_libraries(节点名
#  ${catkin_LIBRARIES}
#)
target_link_libraries(demo5_pub_person
  ${catkin_LIBRARIES}
)

2.2 订阅方实现（C++）

1.源码

/*
实现目标：
    接收解析人员信息
    打印数据

实现流程
    1.包含头文件
    2.初始化ROS节点
    3.创建句柄
    4.创建订阅对象
    5.接收数据
*/

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

using namespace ros;

//5.接收数据(callback)
void callback_person(const pub_sub_pkg::person::ConstPtr &person_msg)
{
    ROS_INFO("\n Received Personnel Information:  \n NO.:%u, \n NAME: %s, \n AGE: %d, \n HEIGHT: %.2f, \n JOB: %s", 
             person_msg->NO, person_msg->name.c_str(), person_msg->age, person_msg->height, person_msg->job.c_str());
}

int	main(int argc, char **argv)
{
    //2.初始化ROS节点
    init(argc, argv, "demo6_sub_person");

    //3.创建句柄
    NodeHandle nh_sub_person;

    //4.创建订阅对象
    Subscriber sub_obj_person = nh_sub_person.subscribe("topic_name_pubsub_person", 100, callback_person);

    spin();

    return 0;
}

2.配置CMakeLists.txt文件

#添加可执行文件
#add_executable(节点名，一般同文件名  src/文件名.cpp)
add_executable(demo6_sub_person src/demo6_sub_person_c.cpp)

# add_dependencies(节点名 ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
add_dependencies(demo6_sub_person ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
#该操作可保证在编译过程中先编译【.msg】文件再编译cpp源文件，防止编译过程中出错

#修改目标链接库
#target_link_libraries(节点名
#  ${catkin_LIBRARIES}
#)
target_link_libraries(demo6_sub_person
  ${catkin_LIBRARIES}
)

2.3 测试

  1. 发布订阅
    在这里插入图片描述

  2. 计算图
    在这里插入图片描述

3 话题通信自定义msg调用（Python）

分析:

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
接收方
数据(此处为自定义消息)

流程:

编写发布方实现；
编写订阅方实现；
为python文件添加可执行权限；
编辑配置文件；
编译并执行。

3.0 VScode配置

为了方便代码提示以及误抛异常，需要先配置 vscode，将前面生成的 python 文件路径配置进 settings.json

{
    "python.autoComplete.extraPaths": [
        "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages",
        "/xxx/yyy工作空间/devel/lib/python3/dist-packages"
        "/home/【workspace_name】/devel/lib/python2.7（或python3）/dist-packages/" #添加 head 文件路径
    ]
}

3.1 发布方实现（Python）

Python源文件放置路径于：【/workspace_name / src / pkg_name / scripts / file_name.py】

  1. 源文件
#! /usr/bin/env python

# 1. import bag
import rospy
from pub_sub_pkg.msg import person

if __name__ == "__main__":
    # 2. initialization ROS node
    rospy.init_node("demo7_pub_person")

    # 3. Create a publish object
    # def __init__(self, name, data_class, subscriber_listener=None, tcp_nodelay=False, latch=False, headers=None, queue_size=None):
    pub_obj_person = rospy.Publisher("topic_name_pubsub_person", person, queue_size=100)

    # 4. Publish
    # 4.1 Create a data object
    message_person = person()
    message_person.NO = 0
    message_person.name = "Zhang MaZi"
    message_person.age = 36
    message_person.job = "robber"

    # 4.2 Publish loop
    # 4.2.1 set rate 1Hz
    rate = rospy.Rate(1)

    while not rospy.is_shutdown(): #chek node life
        message_person.NO += 1
        pub_obj_person.publish(message_person)

        #print log information
        rospy.loginfo("\n Publish message: \n NO.: %d \n Name: %s \n Age: %d \n Job: %s",
                      message_person.NO, message_person.name, message_person.age, message_person.job)

        rate.sleep()
  1. 添加可执行权限
    进入scripts /目录
$ chmod +x *.py
#【*.py】可实现对目录下所有Python文件添加可执行权限

#或
$ chmod +x 【python_file_name.py】

#ll指令可查看权限

3.2 订阅方实现（Python）

#! /usr/bin/env python

# 1. import bag
import rospy
from pub_sub_pkg.msg import person

# 4. data processing
def callback_sub_py_person(person_msg_get):
    rospy.loginfo("\n Received Personnel Information: \n NO.: %d \n Name: %s \n Age: %d \n Job: %s",
                  person_msg_get.NO, person_msg_get.name, person_msg_get.age, person_msg_get.job)


if __name__ == "__main__":
    # 2. initialization ROS node
    rospy.init_node("demo8_sub_person")

    # 3. Create a Subscriber object
    # def __init__(self, name, data_class, callback=None, callback_args=None,
    #              queue_size=None, buff_size=DEFAULT_BUFF_SIZE, tcp_nodelay=False):
    sub_obj_person = rospy.Subscriber("topic_name_pubsub_person", person, callback_sub_py_person, queue_size=100)

    # 5. callback
    rospy.spin()
  1. 添加可执行权限
    进入scripts /目录
$ chmod +x *.py
#【*.py】可实现对目录下所有Python文件添加可执行权限

#或
$ chmod +x 【python_file_name.py】

#ll指令可查看权限

3.3 测试

  1. 发布订阅
    在这里插入图片描述
  2. 计算图
    在这里插入图片描述
本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

ROS入门保姆级教程：7-ROS话题通信实现2：自定义消息类型（msg） 的相关文章

  • 一百一十一、Hive——从HDFS到Hive的数据导入（静态分区、动态分区）

    一 分区的定义 分区表实际上就是对应一个 HDFS 文件系统上的独立的文件夹 xff0c Hive 中的分区就是分目录 xff0c 把一个大的数据集根据业务需要分割成小的数据集 在查询时通过 where 子句中的表达式选择查询所需要的指定的

  • 如何修改图片像素

    本文转载 xff1a 照片像素怎么修改 xff1f 怎么修改照片的像素 xff1f 经常上传证件照的时候要求图片的像素在某某之间 xff0c 这时候就需要里修改图片的像素啦 xff0c 这里提供两种方式来改变像素 xff1a 画图工具 ps

  • 转载：认识UML类关系——依赖、关联、聚合、组合、泛化

    文章目录 1 依赖 xff08 Dependency xff09 2 关联 xff08 Association xff09 3 聚合 xff08 Aggregation xff09 4 组合 xff08 复合 xff0c Compositi

  • “/etc/X11/xorg.conf”中鼠标部分的配置详解

    先贴一个配置样例 xff1a Section 34 InputDevice 34 Identifier 34 Configured Mouse 34 Driver 34 mouse 34 Option 34 CorePointer 34 O

  • Ethernet基础知识之二

    http blogold chinaunix net u2 60488 showart 476058 html xff0a xff0a xff0a 所有内容均选自不同达人 xff0c 本人整理而已 xff0c 仅供参考学习 xff0a xf

  • UNIX 环境高级编程之我见

    UNIX环境高级编程 xff08 第二版 xff09 xff08 人民邮电出版社 xff09 美 W Richard Stevens amp Stephen A Rago 著 本书的主要结构分为以下几个部分 xff1a xff08 1 xf

  • Charles+Postern抓包

    Charles 43 Postern抓包 本教程仅用于学习 任何人不得利用技术进行违法违规操作 阅读则同意约定 为什么要说使用Charles 43 Postern 在实际抓手机App包场景中 有很多种方案 经典的就是Fiddler 但是Fi

  • vncserver 图形界面显示

    1 安装XVNC 安装Linux时 xff0c 可以从安装包中选中 若没有安装 xff0c 可以从安装盘中找到 服务器的组件名叫vnc server 请执行rpm q vnc server 这个指令 它的输出应该是package vnc s

  • 对抗攻击常用术语

    时间 2018 12 22 题目 对抗攻击 xff08 Adversarial attacks xff09 的常用术语 概述 本文是论文 Threat of Adversarial Attacks on Deep Learning in C

  • 停止正在运行的docker容器及docker容器删除

    1停止正在运行中的docker进程 执行以下命令 span class token function docker span span class token function ps span 结果如下 ONTAINER ID IMAGE

  • pytorch框架下faster rcnn使用softnms

    pytorch faster rcnn softnms frcnn使用softnms方法一 xff1a pytorch复现版本的cpu版softnms xff08 本方法可以跑通 xff09 0 首先overview一波 xff1a inf

  • Xmanager--本地远程连接CentOS7及ubuntu图形化

    win10远程连接centos7参考以下文章 https blog csdn net kevinyankai article details 80266767 https www linuxidc com Linux 2017 03 142

  • FreeRTOS学习笔记——FreeRTOS任务创建和删除实验(动态方法)

    6 1 任务创建和删除API 函数 FreeRTOS 最基本的功能就是任务管理 xff0c 而任务管理最基本的操作就是创建和删除任务 xff0c FreeRTOS 的任务创建和删除API 函数如表6 1 1 1 所示 xff1a 1 函数x

  • cmake脚本汇总（持续更新中）

    主要针对VS生成项目 1 release模式下生成pdb文件 xff1a set CMAKE CXX FLAGS RELEASE 34 CMAKE CXX FLAGS RELEASE Zi Od 34 对应调试信息格式以及优化等级 set

  • 关于C，看过的一些书

    忘了名字的书 xff0c C语言程序设计 xff08 老谭版 xff09 高质量程序设计 C陷阱与缺陷 C专家编程 程序员成长计划 UNIX环境高级编程 深入理解计算机系统 代码大全 编程精粹 重构 xff08 在读 xff09 按照自己的

  • JavaScript删除数组对象中指定key对应的对象

    例如 xff1a 删除数组对象a中key值为3的对象 xff0c 并返回新的数组 span class token variable let span span class token variable a span span class

  • FreeRTOS第一个任务的创建和调度详解(SVC异常)

    在上一篇文章中 xff0c 我详细分析了FreeRTOS中上下文切换 xff1a 基于Cortex M的RTOS上下文切换详解及FreeRTOS实例 但是第一个任务没有上下文 xff0c 它是怎么运行的呢 xff1f 1 创建任务 如果我们

  • windows 下最底层的模拟键盘

    对于大多程序模拟按键使用下面的代码就可以胜任 但是换成游戏就不行了 keybd event VK LWIN 0 0 0 keybd event VK LWIN 0 KEYEVENTF KEYUP 0 键盘的原理是向操作系统的键盘驱动程序发送

  • 理解Vue中的MVVM

    MVVM是前端视图层的开发思想 xff0c 主要关注于视图层 xff0c 是把每个页面分成了M xff08 Model xff09 V xff08 View xff09 VM xff08 ViewModel xff09 Model层 数据层

  • windows server2019数据中心桌面版多远程桌面RDP方案

    Windows Server 默认远程桌面连接数是2个用户 xff0c 如果多于两个用户进行远程桌面连接时 xff0c 系统会提示需要挤掉一个用户的连接 如果需要实现多用户远程登录则需要通过添加远程桌面授权或者修改底层代码 安装以下服务 打

随机推荐

热门标签