rosbridge入门教程
2024-03-31 13:51:27
转https://www.ncnynl.com/category/ros-rosbridge_suite/
rosbridge_suite入门教程-目录
说明：
- 介绍rosbridge_suite包的功能及使用
介绍：
- Rosbridge为非ROS程序提供了一个使用ROS功能的JSON API。
- 有许多前端与rosbridge接口，包括一个WebSocket服务器，用于Web浏览器进行交互。
- Rosbridge_suite是一个包含rosbridge的元包，rosbridge的各种前端包，像一个WebSocket包和帮助包。
目录：
- rosbridge_suite入门教程-目录
- rosbridge_suite入门教程-rosbridge_suite介绍
- rosbridge_suite入门教程-rosbridge_suite代码解读
- rosbridge_suite入门教程-rosbridge_library代码解读
- rosbridge_suite入门教程-rosbridge_server代码解读
- rosbridge_suite入门教程-rosapi代码解读
rosbridge_suite入门教程-rosbridge_suite介绍
说明：
- 介绍rosbridge_suite协议及安装
rosbridge
- Rosbridge为非ROS程序提供了一个使用ROS功能的JSON API。
- 有许多前端与rosbridge接口，包括一个WebSocket服务器，用于Web浏览器进行交互。
- Rosbridge_suite是一个包含rosbridge的元包，rosbridge的各种前端包，像一个WebSocket包和帮助包。
- rosbridge包含两个部分：
- rosbridge协议
- rosbridge实现
rosbridge协议
- rosbridge协议是用于向ROS（并且在理论上，任何其他机器人中间件）发送基于JSON的命令的规范。
- 订阅主题的协议示例：
{ "op": "subscribe","topic": "/cmd_vel","type": "geometry_msgs/Twist"
}
- 规范是编程语言和传输方式无关。
- 想法是任何语言或传输可以发送JSON形式的rosbridge协议与ROS交互。
- 协议涵盖订阅和发布主题，服务调用，获取和设置参数，甚至压缩消息等。
- 详细的规范定义参考github说明
rosbridge实现
- rosbridge_suite包是一个包集合，用于实现rosbridge协议和提供WebSocket传输层。
- 包含如下几个包：
- rosbridge_library - 核心rosbridge包。rosbridge_library负责获取JSON字符串并将命令发送到ROS，反之亦然。
- rosapi - 通过服务调用使某些ROS actions可访问。 这包括获取和设置参数，获取主题列表等。
- rosbridge_server - 虽然rosbridge_library提供了JSON ROS转换，但它将传输层留给其他人。
- Rosbridge_server提供了一个WebSocket连接，所以浏览器可以“与rosbridge交谈”。
- Roslibjs是一个浏览器的JavaScript库，可以通过rosbridge_server与ROS交谈。
rosbridge安装
- 新终端输入:
sudo apt-get install ros-<rosdistro>-rosbridge-server
- 为对应的ros版本，如indigo
Rosbridge运行
- 新终端，运行rosbridge并启动websocket：
roslaunch rosbridge_server rosbridge_websocket.launch
- 默认情况下，这将运行rosbridge并创建一个WebSocket在端口9090
- 您可以通过在ROS中设置~/port参数来配置端口。
- 例如修改端口为8080，如下所示：
<launch><include file="$(find rosbridge_server)/launch/rosbridge_websocket.launch" > <arg name="port" value="8080"/></include>
</launch>
- 现在rosbridge已经启动，并且WebSocket连接可用，我们可以创建一个基本的HTML网页发送和接收呼叫rosbridge。
- Roslibjs是一个JavaScript库，为您处理通信。
- 查看roslibjs教程的入门，使用roslibjs和rosbridge创建一个网页。
Rosbridge开发
- Rosbridge套件提供了一套默认的套件，用于在WebSocket传输层使用rosbridge协议。
- 然而，协议是传输层无关的，并且可以非常好地支持TCP和其他传输。
（1）构建Rosbridge包
- 安装rosauth
sudo apt-get install ros-indigo-rosauth
- 加入ROS环境
source /opt/ros/indigo/setup.bash
- 创建工作空间和下载代码
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/RobotWebTools/rosbridge_suite.git
- 编译
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
- 加入工作环境
$ cd ~/catkin_ws
$ source devel/setup.bash
rosbridge_suite入门教程-rosbridge_suite代码解读
说明：
- 介绍rosbridge_suite元包解读
代码目录结构：
├── CHANGELOG.rst
├── CMakeLists.txt #构建文件，包括Cmake版本，包路径，指明为元包等
└── package.xml #包信息，包含包名称，版本，介绍，作者，构建依赖，运行依赖等。
rosbridge_suite入门教程-rosbridge_library代码解读
说明：
- 介绍rosbridge_library各文件及功能
代码目录结构：
├── CHANGELOG.rst
├── CMakeLists.txt
├── msg #定义消息
│ ├── Num.msg #定义数字消息
│ ├── TestChar.msg #定义字符消息
│ ├── TestDurationArray.msg #定义Duration数组消息
│ ├── TestHeaderArray.msg #定义Header数组消息
│ ├── TestHeader.msg #定义Header消息
│ ├── TestHeaderTwo.msg #定义Header消息
│ ├── TestTimeArray.msg #定义Time数组消息
│ ├── TestUInt8FixedSizeArray16.msg #定义Unit8[16]消息
│ └── TestUInt8.msg #定义Unit8[]消息
├── package.xml
├── setup.py #python安装脚本
├── src
│ └── rosbridge_library #核心库
│ ├── capabilities #功能包
│ │ ├── advertise.py #执行话题的广播和取消
│ │ ├── advertise_service.py #执行服务的广播
│ │ ├── call_service.py #调用服务
│ │ ├── defragmentation.py #对消息内容解析
│ │ ├── fragmentation.py #对消息内容封装
│ │ ├── __init__.py #声明为Python库
│ │ ├── publish.py #发布话题
│ │ ├── service_response.py #服务反馈处理
│ │ ├── subscribe.py #订阅话题
│ │ └── unadvertise_service.py #取消服务广播
│ ├── capability.py
│ ├── __init__.py
│ ├── internal #内部功能实现
│ │ ├── exceptions.py #异常处理
│ │ ├── __init__.py
│ │ ├── message_conversion.py #消息转换
│ │ ├── pngcompression.py #图像压缩
│ │ ├── publishers.py #跟踪使用特定发布者的客户端。提供用于发布消息和注册使用这个发布者的客户端的API
│ │ ├── ros_loader.py #ros相关核心类导入
│ │ ├── services.py #为特定的服务创建服务调用者，使用start()开启独立线程，或在线程中使用run()函数。
│ │ ├── subscribers.py #管理和与ROS订阅服务器对象接口.单个订阅者在多个客户端之间共享
│ │ ├── subscription_modifiers.py #位于来自订阅的传入消息和传出消息之间发布方法,提供限制/缓冲功能.当参数改变时,处理程序可以转换到不同的类型的处理程序
│ │ └── topics.py #发布者和订阅者共同的代码和异常处理
│ ├── protocol.py #单个客户端与ROS交互的接口.
│ ├── rosbridge_protocol.py #继承protocol协议，初始化rosbridge功能列表
│ └── util
│ └── __init__.py
├── srv #服务定义
│ ├── AddTwoInts.srv #
│ ├── SendBytes.srv #发送内容定义
│ ├── TestArrayRequest.srv
│ ├── TestEmpty.srv
│ ├── TestMultipleRequestFields.srv
│ ├── TestMultipleResponseFields.srv
│ ├── TestNestedService.srv
│ ├── TestRequestAndResponse.srv
│ ├── TestRequestOnly.srv
│ └── TestResponseOnly.srv
└── test #相关测试，包括核心功能，扩展功能，内部执行├── capabilities│ ├── __init__.py│ ├── test_advertise.py│ ├── test_call_service.py│ ├── test_capabilities.test│ ├── test_publish.py│ └── test_subscribe.py├── experimental│ ├── complex_srv+tcp│ │ ├── test_non-ros_service_client_complex-srv.py│ │ └── test_non-ros_service_server_complex-srv.py│ └── fragmentation+srv+tcp│ ├── test_non-ros_service_client_fragmented.py│ └── test_non-ros_service_server_fragmented.py├── __init__.py├── internal│ ├── __init__.py│ ├── publishers│ │ ├── __init__.py│ │ ├── test_multi_publisher.py│ │ ├── test_multi_unregistering.py│ │ ├── test_publisher_consistency_listener.py│ │ └── test_publisher_manager.py│ ├── subscribers│ │ ├── __init__.py│ │ ├── test_multi_subscriber.py│ │ ├── test_subscriber_manager.py│ │ └── test_subscription_modifiers.py│ ├── test_compression.py│ ├── test_internal.test│ ├── test_message_conversion.py│ ├── test_ros_loader.py│ └── test_services.py└── test_all.test重要文件说明：
rosbridge_library/src/protocol.py
- 单个客户端与ROS交互的接口.
- 协议实例的生命周期如下：
- 处理从客户端传入的消息
- 发送处理后的消息到客户端
- 客户端完成清除相关资源
rosbridge_library/test
- python的单元测试目录
- http://wiki.ros.org/unittest
- http://wiki.ros.org/rostest
rosbridge_suite入门教程-rosbridge_server代码解读
说明：
- 介绍rosbridge_server提供的多种服务器模式及实现
代码目录结构：
├── CHANGELOG.rst
├── CMakeLists.txt
├── launch #启动
│ ├── rosbridge_tcp.launch #启动TCP服务器，调用rosbridge_tcp.py
│ ├── rosbridge_udp.launch #启动UDP服务器，调用rosbridge_udp.py
│ └── rosbridge_websocket.launch #启动WEBSOCKET服务器，调用rosbridge_websocket.py
├── package.xml
├── scripts
│ ├── rosbridge_tcp -> ./rosbridge_tcp.py
│ ├── rosbridge_tcp.py #ros TCP节点, 利用SocketServer实现TCP通讯
│ ├── rosbridge_udp -> rosbridge_udp.py
│ ├── rosbridge_udp.py #ros UPD节点，利用reactor.listenUDP实现UDP通讯
│ ├── rosbridge_websocket -> rosbridge_websocket.py
│ └── rosbridge_websocket.py #ros websocket节点，利用tornado.web实现websocket通讯
├── setup.py
└── src├── backports│ ├── __init__.py│ └── ssl_match_hostname│ ├── __init__.py│ ├── LICENSE.txt│ └── README.txt├── rosbridge_server #服务器处理│ ├── __init__.py│ ├── tcp_handler.py #实现RosbridgeTcpSocket类，用于处理TCP消息│ ├── udp_handler.py #实现RosbridgeUdpFactory类和RosbridgeUdpSocket类，用于处理UDP消息│ ├── websocket_handler.py #实现RosbridgeWebSocket类，用于处理websocket消息└── tornado #Tornado 是 FriendFeed 使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本├── auth.py├── autoreload.py├── concurrent.py├── curl_httpclient.py├── escape.py├── gen.py├── http1connection.py├── httpclient.py├── httpserver.py├── httputil.py├── __init__.py├── ioloop.py├── iostream.py├── locale.py├── log.py├── log.pyc├── netutil.py├── options.py├── platform│ ├── asyncio.py│ ├── auto.py│ ├── auto.pyc│ ├── caresresolver.py│ ├── common.py│ ├── epoll.py│ ├── epoll.pyc│ ├── __init__.py│ ├── interface.py│ ├── kqueue.py│ ├── posix.py│ ├── select.py│ ├── twisted.py│ └── windows.py├── process.py├── simple_httpclient.py├── speedups.c├── stack_context.py├── tcpclient.py├── tcpserver.py├── template.py├── test│ ├── auth_test.py│ ├── concurrent_test.py│ ├── csv_translations│ │ └── fr_FR.csv│ ├── curl_httpclient_test.py│ ├── escape_test.py│ ├── gen_test.py│ ├── gettext_translations│ │ └── fr_FR│ │ └── LC_MESSAGES│ │ ├── tornado_test.mo│ │ └── tornado_test.po│ ├── httpclient_test.py│ ├── httpserver_test.py│ ├── httputil_test.py│ ├── import_test.py│ ├── __init__.py│ ├── ioloop_test.py│ ├── iostream_test.py│ ├── locale_test.py│ ├── log_test.py│ ├── __main__.py│ ├── netutil_test.py│ ├── options_test.cfg│ ├── options_test.py│ ├── process_test.py│ ├── README│ ├── resolve_test_helper.py│ ├── runtests.py│ ├── simple_httpclient_test.py│ ├── stack_context_test.py│ ├── static│ │ ├── dir│ │ │ └── index.html│ │ └── robots.txt│ ├── tcpclient_test.py│ ├── templates│ │ └── utf8.html│ ├── template_test.py│ ├── test.crt│ ├── testing_test.py│ ├── test.key│ ├── twisted_test.py│ ├── util.py│ ├── util_test.py│ ├── websocket_test.py│ ├── web_test.py│ └── wsgi_test.py├── testing.py├── util.py├── web.py├── websocket.py└── wsgi.py
重要文件说明：
SocketServer
- SocketServer内部使用 IO多路复用 以及 “多线程” 和 “多进程” ，从而实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端
- https://docs.python.org/2/library/socketserver.html
- http://www.cnblogs.com/zhangkui/p/5655428.html
- http://blog.csdn.net/ghostfromheaven/article/details/8653421
Twisted/reactor
- Twisted 是用Python实现的基于事件驱动的网络引擎框架
- http://www.cnblogs.com/whiggzhaohong/p/5401679.html
- http://www.tuicool.com/articles/MJBviuM
tornado
- Tornado是FriendFeed使用的可扩展的非阻塞式 web 服务器及其相关工具的开源版本
- http://www.tornadoweb.cn/
- http://www.tornadoweb.cn/documentation
- http://www.tornadoweb.org/en/stable/
rosbridge_suite入门教程-rosapi代码解读
说明：
- 介绍rosapi包功能，提供各种ROS服务
代码目录结构：
├── CHANGELOG.rst
├── CMakeLists.txt
├── msg
│ └── TypeDef.msg #消息类型定义
├── package.xml
├── scripts #脚本
│ └── rosapi_node #初始化服务和参数
├── setup.py
├── src
│ └── rosapi #API具体实现
│ ├── __init__.py
│ ├── objectutils.py
│ ├── params.py
│ └── proxy.py
└── srv #定义各种服务├── DeleteParam.srv├── GetActionServers.srv├── GetParamNames.srv├── GetParam.srv├── GetTime.srv├── HasParam.srv├── MessageDetails.srv├── NodeDetails.srv├── Nodes.srv├── Publishers.srv├── SearchParam.srv├── ServiceHost.srv├── ServiceNode.srv├── ServiceProviders.srv├── ServiceRequestDetails.srv├── ServiceResponseDetails.srv├── ServicesForType.srv├── Services.srv├── ServiceType.srv├── SetParam.srv├── Subscribers.srv├── TopicsForType.srv├── Topics.srv└── TopicType.srv
重要文件说明：
scripts/rosapi_node
- 初始化服务
- 服务包含：
rospy.Service('/rosapi/topics', Topics, get_topics)
rospy.Service('/rosapi/topics_for_type', TopicsForType, get_topics_for_type)
rospy.Service('/rosapi/services', Services, get_services)
rospy.Service('/rosapi/services_for_type', ServicesForType, get_services_for_type)
rospy.Service('/rosapi/nodes', Nodes, get_nodes)
rospy.Service('/rosapi/node_details', NodeDetails, get_node_details)
rospy.Service('/rosapi/action_servers', GetActionServers, get_action_servers)
rospy.Service('/rosapi/topic_type', TopicType, get_topic_type)
rospy.Service('/rosapi/service_type', ServiceType, get_service_type)
rospy.Service('/rosapi/publishers', Publishers, get_publishers)
rospy.Service('/rosapi/subscribers', Subscribers, get_subscribers)
rospy.Service('/rosapi/service_providers', ServiceProviders, get_service_providers)
rospy.Service('/rosapi/service_node', ServiceNode, get_service_node)
rospy.Service('/rosapi/service_host', ServiceHost, get_service_host)
rospy.Service('/rosapi/message_details', MessageDetails, get_message_details)
rospy.Service('/rosapi/service_request_details', ServiceRequestDetails, get_service_request_details)
rospy.Service('/rosapi/service_response_details', ServiceResponseDetails, get_service_response_details)
rospy.Service('/rosapi/set_param', SetParam, set_param)
rospy.Service('/rosapi/get_param', GetParam, get_param)
rospy.Service('/rosapi/has_param', HasParam, has_param)
rospy.Service('/rosapi/search_param', SearchParam, search_param)
rospy.Service('/rosapi/delete_param', DeleteParam, delete_param)
rospy.Service('/rosapi/get_param_names', GetParamNames, get_param_names)
rospy.Service('/rosapi/get_time', GetTime, get_time)
节点说明：
- /rosapi/Topics，返回所有发布的话题列表
- /rosapi/topics_for_type，返回指定类型的所有发布的话题列表
- /rosapi/services, 返回所有发布的服务列表
- /rosapi/services_for_type，返回指定类型的所有发布的服务列表
- /rosapi/nodes，返回所有已经注册的节点列表
- /rosapi/node_details，返回某节点详情
- /rosapi/action_servers，返回action服务列表
- /rosapi/topic_type，通过话题名获取相应的消息类型
- /rosapi/service_type，通过服务名获取相应的消息类型
- /rosapi/publishers，提供话题名获取发布此话题的节点名列表
- /rosapi/subscribers，提供话题名获取接受此话题的节点名列表
- /rosapi/service_providers，提供话题名返回广播此服务类型的节点名列表
- /rosapi/service_node，提供服务名，返回提供此服务的节点名
- /rosapi/service_host，提供服务名，返回提供此服务的主机名
- /rosapi/message_details，提供消息类型名，返回类型的TypeDef
- /rosapi/service_request_details，提供服务类型名，返回消息请求的服务类型的TypeDef
- /rosapi/service_response_details，提供服务类型名，返回消息反馈的服务类型的TypeDef
- /rosapi/set_param，设置参数
- /rosapi/get_param，获取参数
- /rosapi/has_param，判断参数是否存在
- /rosapi/search_param，检索参数
- /rosapi/delete_param，删除参数
- /rosapi/get_param_names，获取参数名
- /rosapi/get_time，获取服务器时间
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