ROS通信机制~话题通信(Publisher&Subscriber)·笔记2

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话题通信·理论模型：（图源：2.1.1 话题通信理论模型 · Autolabor-ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程                                                 

基本操作：

首先，写发布者Talker要发布的信息的代码：

1. 在右击src创建新的功能包

2.然后导入依赖包

3.写代码(第6步有详细代码) 

写完后Ctrl+Shift+B，正常的话，不会出现ERROR，最后有100%

 对于advertise函数，源码如下图：

topic就是要发布的信息的话题，红色横线处是队列的长度(发布信息的条数)，这里直接用queue（队列）的概念去理解，即我设置是10，当我们输入了12条信息时，他会输出后面10条信息。

4.配置一下CMakeLists 

修改完编译一下，没有问题就不会有Error输出，并且输出100%

5.检查此时发布者Talker要发布的消息能否正常运行                                具体步骤：

                           1.终端中输入roscore（执行ros的命令都要进行此操作)     

2.打开新的终端，输入 cd 当前工作空间

3.source一下环境，然后输入rosrun 功能包 映射名称（正常会没有东西输出）

4.输入rostopic echo 话题名称 （我写的是"fang"）结果就是一直打印hello hello

最后输入 Ctrl+C 就停止该程序运行

6. 在原来的代码上添加发布逻辑

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include<sstream>
int main(int argc,char *argv[])
{    //解决输出中文出现乱码的问题
     setlocale(LC_ALL,"");

     //2.初始化 ROS 节点；
     // 参数1和参数2 后期为节点传值会使用
    // 参数3 是节点名称，是一个标识符，需要保证运行后，在 ROS 网络拓扑中唯一
     ros::init(argc,argv,"talker");

     //3.创建节点句柄；
     ros::NodeHandle nh;

     //4.创建发布者对象；
     //泛型: 发布的消息类型
    //参数1: 要发布到的话题
     ros::Publisher pub =nh.advertise<std_msgs::String>("fang",10);//就是队列的长度，例如有12条信息的话就输出后面10条

     //5.编写发布逻辑并发布数据
     //要求以10HZ的频率发布数据，并且文本后添加编号
     //先创建被发布的消息
     std_msgs::String msg;

     //发布频率
     ros::Rate rate(10);
     //设置编号
     int count =0;
     //编写循环，循环中发布数据
     ros::Duration(3.0).sleep(); //休眠函数，延迟第一条数据的发送
                          //原因：发送第一条数据时，publisher 还未在 roscore 注册完毕
                         //若没有，就算先启动订阅者代码，也可能导致前几条信息丢失
     while(ros::ok())//ok()指只要该节点还活着，就循环
     {   count++;
         //实现字符串拼接数字
         std::stringstream ss;
         ss<<"hello --->"<<count;
         //msg.data ="hello hello";
         msg.data =ss.str();
         pub.publish(msg);

         //添加日志
         ROS_INFO("发布的数据是:%s",ss.str().c_str());
         rate.sleep();//睡0.1秒，相当于10HZ
         ros::spinOnce();//在有回调函数时才有用，在此函数无用（官方建议添加）
     }
    return 0;
}

   ros::Duration(3.0).sleep(); //休眠函数，延迟第一条数据的发送
   原因：发送第一条数据时，publisher 还未在 roscore 注册完毕
  若没有，就算先启动订阅者代码，也可能导致前几条信息丢失

 运行结果如图：

接下来是订阅者listener的代码：

#include"ros/ros.h"
#include"std_msgs/String.h"
/* 订阅方实现：
      1.包含头文件
       ROS中文本类型--->std_msgs/String.h
       2.初始化ROS节点
       3.创建节点句柄；
       4。创建订阅者对象；
       5.处理订阅到的数量；
       6.spin()函数
*/
void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr &msg)
{
    //通过msg获取并操作订阅到的消息
    ROS_INFO("listener订阅的数据:%s",msg->data.c_str());
}
int main(int argc,char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    //2.初始化ROS节点
    // 参数1和参数2 后期为节点传值会使用
    // 参数3 是节点名称，是一个标识符，需要保证运行后，在 ROS 网络拓扑中唯一
    ros::init(argc,argv,"listener");
    //3.创建节点句柄
    ros::NodeHandle nh;//该类封装了 ROS 中的一些常用功能
    //4.创建订阅者对象；
    ros::Subscriber sub =nh.subscribe("fang",10,doMsg);
    //5.处理订阅到的数量
    ros::spin();//循环读取接收的数据，并调用回调函数（doMsg）处理
    return 0;

}

在第4点创建订阅者对象中，分析一下代码

ros::Subscriber sub=nh.subscribe("fang",10,doMsg);

首先是调用ros库中的订阅器Subscriber （类型）创建了一个sub，后面调用句柄nh的subscribe函数（创建订阅者对象）

括号中，"fang"是订阅者的话题，10是消息队列长度（最多缓存10条信息），当发布者发布了该话题时，就会调用doMsg函数（回调函数）

关于回调函数：一般函数是当程序进行到该函数处时，它就立刻实现，可以说是受我们自己控制的 而回调函数，当程序进行到该处时，它不会立刻执行，需要外界给予它一个信号才能运行，就像一个地雷，只有别人踩了才会爆，这就不受我们自己控制，而是受外界控制了。

我们传入的消息是 std_msgs::String类型的,而参数的类型是常量指针的引用，即ConstPtr &msg

ros::spin() 重复执行回调函数，即循环接收发布者发布的信息（与回调函数相对应）

还有一步：（记得修改CMakeLists.txt）与之前步骤相似 

 之后的操作也类似，先ctrl+shift+B看看有没有出问题，再打开终端，rosrun发布者和订阅者            运行如图：

在发布者的终端上输入Ctrl+C就可以停止发布，此时订阅者也停止接受信息了。

此时，我们可以通过计算图来看看两个节点之间的关系（新开一个终端输入rqt_graph ）

进阶（自定义message）：发送的信息可以包含各种数据类型

比如：int8, int16, int32, int64 (或者无符号类型: uint*),float32, float64,string,time,duration，

variable-length array[] and fixed-length array[C] ......

【1】定义msg文件（在功能包下创建msg目录，再创建一个后缀为msg的文件)

【2】配置编辑文件

1.在package.xml中添加 编译 依赖 与 执行 依赖

2.在CMakeLists.txt编辑 msg 相关配置

下面这步配置msg源文件

修改完后，一定要编译一下ctrl+shift+B，没出现ERROR后，就会在devel目录下的include文件夹下出现一个Person.h (Person 就是之前创建的Person.msg中的Person)

下一步：为了方便代码提示以及避免误抛异常，需要先配置 vscode，

1.将前面生成的 head 文件路径(在下图红色框中右击生成终端，输入pwd，复制路径)

2.配置进 c_cpp_properties.json 的 includepath属性（粘贴路径，可将后面具体功能包名改为**）:

**意味着直接include目录下的所有内容

下面的操作就是实现了（代码与之前类似，注意头文件"plumbing_pub_sub/Person.h"） 这里插一步，如果之前创建Person.msg时没有编译，而此时头文件已经用到了Person.h，则会发生逻辑上的错误，为了避免这种错误，需要在CMakeLists进行一步修改操作

 

(orag03_pub 和orag02_sub 是下面修改CMakeLists时，我设的映射名称 ）

【发布者】

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

int main(int argc,char *argv[])
{   
    setlocale(LC_ALL,"");
    ROS_INFO("这是消息发布方");
    ros::init(argc,argv,"talker_person");
    ros::NodeHandle nh;
    ros::Publisher pub =nh.advertise<plumbing_pub_sub::Person>("chatter_person",10);
    //创建被发布的数据
    plumbing_pub_sub::Person person;
    person.name ="张三";
    person.age=1;
    person.height=1.73;

    ros::Rate rate(1);
    ros::Duration(3).sleep();
    while(ros::ok())
    {  
    // 修改数据
       person.age += 1;
       //数据发布     
       pub.publish(person);
       ROS_INFO("发布的消息:%s,%d,%.2f", person.name.c_str(), person.age, person.height);
       //休眠
       rate.sleep();

       ros::spinOnce();

    }
}

【订阅者】

#include"ros/ros.h"
#include"plumbing_pub_sub/Person.h"
void doPerson(const plumbing_pub_sub::Person::ConstPtr &person)
{
    ROS_INFO("订阅的人的消息:%s,%d,%.2f",person->name.c_str(),person->age,person->height);
}

int main(int argc,char*argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    ros::init(argc,argv,"listener_person");
    ros::NodeHandle nh;
    ros::Subscriber sub=nh.subscribe("chatter_person",10,doPerson);
    ros::spin();
    return 0;
}

【修改CMakeLists】

 运行如图：

 可得到计算图：

这次笔记好长QAQ，能全部看完的真的很牛逼了^-^