本文基于wiki教程，ROS版本为melodic，使用catkin
Node:使用 ROS 与其他节点通信的可执行文件；
Package:功能元件，每个包都可以包含库、可执行文件、脚本或其他文件，一般是功能的最小组成；网上有很多功能包；
Master: ROS命名系统（简单理解：帮助节点找到彼此）
Messages：订阅或发布主题时使用的 ROS 基本数据类型；
Topics: 节点（Nodes ）可以publish topic以发布消息，同时节点也可以subscribe topic 去接收消息；
package.xml：用来描述包，例如：用到的依赖，作者等等；
Cmakelist.txt：简单理解为编译链接的辅助文件，在编写源码后要进行手动添加编译信息和链接库。
roscore: Master + rosout + parameter server (参数系统稍后介绍)
在ROS中，首先要明确以下几个概念：
他们之间的逻辑结构为:
其中src是在最开始最需要关注的部分，因为其中存放着功能包，所以 workspace/src 路径下的内容为：
ros中通信分为两种类型：
- service和client
- publish和subscribe
这部分比较重要，在后期的开发过程中需要理解其中流程，同时需要有自定义msg并传递的能力
自定义msg
在ros中有一些很好的可视化工具，可以对节点之间的topic进行直观分析，这里只列举出官方教程中的：
此图中显示出两个ros节点以及之间的topic
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/PoseStamped.h> //发布的消息体对应的头文件，该消息体的类型为geometry_msgs：：PoseStamped
#include <mavros_msgs/CommandBool.h> //CommandBool服务的头文件，该服务的类型为mavros_msgs：：CommandBool
#include <mavros_msgs/SetMode.h> //SetMode服务的头文件，该服务的类型为mavros_msgs：：SetMode
#include <mavros_msgs/State.h> //订阅的消息体的头文件，该消息体的类型为mavros_msgs：：State
//建立一个订阅消息体类型的变量，用于存储当前状态信息
mavros_msgs::State current_state;
//回调函数，接受到该消息后执行
void state_cb(const mavros_msgs::State::ConstPtr& msg){
current_state = *msg;
}
int main(int argc, char **argv)
{
//初始化ros系统，节点命名
ros::init(argc, argv, "offb_node");
ros::NodeHandle nh;
//创建订阅Subscribe；<>里面为模板参数，传入的是订阅的消息体类型，（）里面传入三个参数，分别是该消息的位置、缓存大小（通常为10）、回调函数
ros::Subscriber state_sub = nh.subscribe<mavros_msgs::State>("mavros/state", 10, state_cb);
//发布之前需要公告，并获取句柄，发布的消息体的类型为：geometry_msgs::PoseStamped
ros::Publisher local_pos_pub = nh.advertise<geometry_msgs::PoseStamped>("mavros/setpoint_position/local", 10);
//启动服务1，设置客户端（Client）名称为arming_client，客户端的类型为ros::ServiceClient，
//启动服务用的函数为nh下的serviceClient<>()函数，<>里面是该服务的类型，（）里面是该服务的路径
ros::ServiceClient arming_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::CommandBool>("mavros/cmd/arming");
//启动服务2，设置客户端（Client）名称为set_mode_client，客户端的类型为ros::ServiceClient，
//启动服务用的函数为nh下的serviceClient<>()函数，<>里面是该服务的类型，（）里面是该服务的路径
ros::ServiceClient set_mode_client = nh.serviceClient<mavros_msgs::SetMode>("mavros/set_mode");
//发送频率设置为2hz
ros::Rate rate(20.0);
// 等待飞控连接mavros，其中current_state是我们订阅的mavros的状态，连接成功后再跳出循环
while(ros::ok() && !current_state.connected){
ros::spinOnce();
rate.sleep();
}
//建立一个类型为SetMode的服务端offb_set_mode，并将其中的模式mode设为"OFFBOARD"，作用便是用于后面的
//客户端与服务端之间的通信（服务）
mavros_msgs::SetMode offb_set_mode;
offb_set_mode.request.custom_mode = "OFFBOARD";
//建立一个类型为CommandBool的服务端arm_cmd，并将其中的是否解锁设为"true"，作用便是用于后面的
//客户端与服务端之间的通信（服务）
mavros_msgs::CommandBool arm_cmd;
arm_cmd.request.value = true;
//自定义一个geometry_msgs::PoseStamped类型的对象，在下面的循环中由publisher将其发布
geometry_msgs::PoseStamped pose;
pose.pose.position.x = 0;
pose.pose.position.y = 0;
pose.pose.position.z = 2;
//更新时间
ros::Time last_request = ros::Time::now();
while(ros::ok())//进入大循环
{
//首先判断当前模式是否为offboard模式，如果不是，则客户端set_mode_client向服务端offb_set_mode发起请求call，
//然后服务端回应response将模式返回，这就打开了offboard模式
if( current_state.mode != "OFFBOARD" && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0)))
{
if( set_mode_client.call(offb_set_mode) && offb_set_mode.response.mode_sent)
{
ROS_INFO("Offboard enabled");//打开模式后打印信息
}
last_request = ros::Time::now();
}
//若已经为offboard模式，则判断飞机是否解锁，如果没有解锁，则客户端arming_client向服务端arm_cmd发起call请求；然后服务端回应response成功解锁
else
{
if( !current_state.armed && (ros::Time::now() - last_request > ros::Duration(5.0)))
{
if( arming_client.call(arm_cmd) && arm_cmd.response.success)
{
ROS_INFO("Vehicle armed");
}
last_request = ros::Time::now();
}
}
//发布位置信息
local_pos_pub.publish(pose);
ros::spinOnce();
rate.sleep();
}
return 0;
}
打开m_offboard的Cmaklists.txt文件，将以下两段添加至合适的位置；
add_executable(offboard src/offboard.cpp)
target_link_libraries(offboard${catkin_LIBRARIES})
回到工作空间的根目录下键入
catkin_make//编译
source devel/setup.bash
roscore//运行ros核心
rosrun m_offboard offboard//启动编写的悬停节点
roslaunch px4 mavros_posix_sitl.launch //启动gazebo和mavros
最终可以在gazebo中得到以下仿真结果，飞机将会悬停在2m处
