详解常用的ROS内置消息类型

 

1 std_msgs 

      该类型是ROS内置的标准消息类型，是最基础的消息类型

 

（1）对于单类型，下表是其与C++和python的对应关系：

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Primitive Type	Serialization	C++	Python2 / Python3
bool	unsigned 8-bit int	uint8_t	bool
int8	signed 8-bit int	int8_t	int
uint8	unsigned 8-bit int	uint8_t	int
int16	signed 16-bit int	int16_t	int
uint16	unsigned 16-bit int	uint16_t	int
int32	signed 32-bit int	int32_t	int
uint32	unsigned 32-bit int	uint32_t	int
int64	signed 64-bit int	int64_t	long int
uint64	unsigned 64-bit int	uint64_t	long int
float32	32-bit IEEE float	float	float
float64	64-bit IEEE float	double	float
string	ascii string	std::string	str bytes
time	secs/nsecs unsigned 32-bit ints	ros::Time	rospy.Time
duration	secs/nsecs signed 32-bit ints	ros::Duration	rospy.Duration

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（2）对于数组类型，其对应关系如下：

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Primitive Type	Serialization	C++	Python2 / Python3
fixed-length	no extra serialization	boost::array<T, length>/std::vector	tuple
variable-length	uint32 length prefix	std::vector	tuple
uint8[]	see above	as above	str bytes
bool[]	see above	std::vector<uint8_t>	list of bool

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（3）Head

 

std_msg中还包含一个特殊消息类型 :Head，表示包头，它是一个结构体，内置三个类型：

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uint32  seq                       # 表示数据流的 sequenceID

time  stamp                     # 表示时间戳

string  frame_id              # 表示当前帧数据的帧头（帧序号）

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Head类型常用于记录每帧数据的时间和序列信息，用于记录历史数据的情形。

 

以上消息类型是其他各种类型的基础，其他各种消息类型的嵌套定义归根结底都依赖以上几种类型。

 

2 comm_msg

 

     该类型是ros常用数据类型的集合，包括以下几种：actionlib_msgs、diagnostic_msgs、geometry_msgs、nav_msgs、sensor_msgs， 下面是几种最常用的类型的介绍：

 

2.1 geometry_msgs

    是最常用的几何消息类型，定义了描述机器人状态的各种类型，比如点、速度、加速度、位姿等。

 

2.1.1 Vector3、Vector3Stamped

 

   (1) geometry_msgs/Vector3.msg

       表示自由空间的三维向量，是一个结构体，内置三个类型：

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 float64 x

 float64 y

 float64 z

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注意：该类型仅用于表示方向，tf2中只能应用于（rotation）旋转，不能应用于变换（transtion）,若想用于变换，需要用到geometry_msgs/Point类型。

 

   (2) geometry_msgs/Vector3Stamped.msg

       表示带有时间戳和参考坐标系的三维向量

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/Vector3 vector

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2.1.2 Quaternion、QuaternionStamped
 

 (1) geometry_msgs/Quaternion.msg

        用四元数表示自由空间中的旋转：

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float64 x
float64 y
float64 z
float64 w

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   (2) geometry_msgs/QuaternionStamped.msg

         表示带有参考坐标系和时间戳的旋转：

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/Quaternion quaternion

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2.1.3 Transform、TransformStamped

(1)   geometry_msgs/Transform.msg

       表示自由空间的两个坐标系之间的变换关系，包括旋转和平移。旋转用四元数表示，平移用平移向量表示：

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geometry_msgs/Vector3 translation
geometry_msgs/Quaternion rotation

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(2)  geometry_msgs/TransformStamped.msg

       表示从Head里面的坐标系到子坐标系的变换：

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std_msgs/Header header
string child_frame_id                               #子坐标系
geometry_msgs/Transform transform

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2.1.4 Point、Point32、PointStamped

 

(1) geometry_msgs/Point.msg

    表示自由空间中的点：

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 float64 x

 float64 y

 float64 z

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（2）geometry_msgs/Point32.msg

        为了在发送点云时减少数据量，ros提供了压缩版的point32：

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float32 x
float32 y
float32 z

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（3）geometry_msgs/PointStamped.msg

        带有参考坐标系和时间戳的point：

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/Point point

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2.1.5 Pose、Pose2D、PoseArray、PoseStamped、PoseWithCovariance、PoseWithCovarianceStamp

        

   (1)  geometry_msgs/Pose.msg

         位姿，即位置和姿态，用point表示位置，用四元数表示姿态：

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geometry_msgs/Point position
geometry_msgs/Quaternion orientation

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   (2) geometry_msgs/Pose2D.msg

         表示二维平面上面的一个点(表示2D流形上的位置和方向)：

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float64 x
float64 y
float64 theta

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  (3)  geometry_msgs/PoseArray.msg

         表示全局坐标系下的一组轨迹点：

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std_msgs/Header header                         #head里面保存了参考系
geometry_msgs/Pose[] poses

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 (4) geometry_msgs/PoseStamped.msg

       表示带有时间戳和参考系的位姿：

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/Pose pose

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 (5) geometry_msgs/PoseWithCovariance.msg
         表示带有协方差矩阵的位姿估计，协方差矩阵表示其不确定度，用6*6的矩阵表示协方差，对应表示绕xyz三轴的不确定度

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geometry_msgs/Pose pose
float64[36] covariance

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 (6) geometry_msgs/PoseWithCovariance.msg

         表示带有时间戳和坐标系的位姿估计

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geometry_msgs/Pose pose
float64[36] covariance

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2.1.6 Twist、TwistStamped、TwistWithCovariance、TwistWithCovarianceStamped

(1)   geometry_msgs/Twist.msg

        表示自由空间的一组速度，包括线速度和角速度

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geometry_msgs/Vector3 linear
geometry_msgs/Vector3 angular

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(2)  geometry_msgs/TwistStamped.msg

       表示带有时间戳和参考坐标系的速度

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/Twist twist

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(3)  geometry_msgs/TwistWithCovariance.msg

       表示带有协方差表示不确定度的速度估计

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geometry_msgs/Twist twist
float64[36] covariance

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(4)  geometry_msgs/TwistWithCovarianceStamped.msg

      表示带有时间戳和参考坐标系的速度估计

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/TwistWithCovariance twist

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2.1.7 Accel、AccelStamped、AccelWithCovariance、AccelWithCovarianceStamped

(1)   geometry_msgs/Accel.msg

        表示自由空间的一组加速度，包括线加速度和角加速度

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geometry_msgs/Vector3 linear
geometry_msgs/Vector3 angular

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(2)  geometry_msgs/AccelStamped.msg

       表示带有时间戳和参考坐标系的加速度

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/Accel accel

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(3)  geometry_msgs/AccelWithCovariance.msg

       表示带有协方差表示不确定度的加速度估计

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geometry_msgs/Accel accel
float64[36] covariance

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(4)  geometry_msgs/AccelWithCovarianceStamped.msg

      表示带有时间戳和参考坐标系的加速度估计

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/AccelWithCovariance accel

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2.1.8 Polygon、PolygonStamped

(1)   geometry_msgs/Accel.msg

        表示自由空间的一块区域，用首位相连的一组点表示

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geometry_msgs/Point32[] points

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(2)  geometry_msgs/AccelStamped.msg

      表示带有参考坐标系和时间戳的自由空间的一块区域

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std_msgs/Header header
geometry_msgs/Polygon polygon

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