ROS教程四——编写Publisher和Subscriber节点（C++篇）
本教程介绍如何使用C ++编写发布者和订阅者节点
1、编写 Publisher Node
“节点”是连接到ROS网络的可执行文件的ROS术语。现在将创建一个发布者（publisher “talker”）节点，该节点将不断广播消息。将目录更改为在之前的教程中创建catkin工作区中的beginner_tutorials包：
roscd beginner_tutorials1.1 代码
在beginner_tutorials包目录中创建一个src目录：
mkdir -p src该目录将包含beginner_tutorials包的所有源文件。
在beginner_tutorials包中创建src / talker.cpp文件，内容如下：
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"#include <sstream>/*** This tutorial demonstrates simple sending of messages over the ROS system.*/
int main(int argc, char **argv)
{/*** The ros::init() function needs to see argc and argv so that it can perform* any ROS arguments and name remapping that were provided at the command line.* For programmatic remappings you can use a different version of init() which takes* remappings directly, but for most command-line programs, passing argc and argv is* the easiest way to do it. The third argument to init() is the name of the node.** You must call one of the versions of ros::init() before using any other* part of the ROS system.*/ros::init(argc, argv, "talker");/*** NodeHandle is the main access point to communications with the ROS system.* The first NodeHandle constructed will fully initialize this node, and the last* NodeHandle destructed will close down the node.*/ros::NodeHandle n;/*** The advertise() function is how you tell ROS that you want to* publish on a given topic name. This invokes a call to the ROS* master node, which keeps a registry of who is publishing and who* is subscribing. After this advertise() call is made, the master* node will notify anyone who is trying to subscribe to this topic name,* and they will in turn negotiate a peer-to-peer connection with this* node. advertise() returns a Publisher object which allows you to* publish messages on that topic through a call to publish(). Once* all copies of the returned Publisher object are destroyed, the topic* will be automatically unadvertised.** The second parameter to advertise() is the size of the message queue* used for publishing messages. If messages are published more quickly* than we can send them, the number here specifies how many messages to* buffer up before throwing some away.*/ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);ros::Rate loop_rate(10);/*** A count of how many messages we have sent. This is used to create* a unique string for each message.*/int count = 0;while (ros::ok()){/*** This is a message object. You stuff it with data, and then publish it.*/std_msgs::String msg;std::stringstream ss;ss << "hello world " << count;msg.data = ss.str();ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());/*** The publish() function is how you send messages. The parameter* is the message object. The type of this object must agree with the type* given as a template parameter to the advertise<>() call, as was done* in the constructor above.*/chatter_pub.publish(msg);ros::spinOnce();loop_rate.sleep();++count;}return 0;
}1.2 代码解释
#include "ros/ros.h"#ros/ros.h是一个快捷的包括，包括使用ROS系统最常见的公共部分所需的所有头文件。#include "std_msgs/String.h"#这包括std_msgs / String消息，该消息驻留在std_msgs包中。这是从该包中的String.msg文件自动生成的标头 ros::init(argc, argv, "talker");初始化ROS。允许ROS通过命令行进行名称重映射 - 现在不重要。这也是指定节点名称的地方。节点名称在运行的系统中必须是唯一的。这里使用的名称必须是基本名称，即不能包含路径。
ros::NodeHandle n;为此进程的节点创建句柄。首先创建的NodeHandle实际上将执行节点的初始化，其次退出时将清除节点使用的任何资源。
ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);告诉主机将在主题 chatter 中发布类型为std_msgs / String的消息。主机告诉任何监听 chatter节点的节点，chatter节点将发布该主题的数据。第二个参数是发布队列的大小，在这种情况下，如果发布得太快，缓冲最多1000条消息，之后将开始丢弃旧消息。
NodeHandle :: advertise（）返回一个ros :: Publisher对象，它有两个目：
1）它包含一个publish（）方法，允许你将消息发布到它创建的主题上；
2）当它超出范围时，它会自动退出。
ros::Rate loop_rate(10);使用ros :: Rate对象指定要循环的频率。跟踪自上次调用Rate :: sleep（）以来的持续时间。在这种情况下，告诉系统以10Hz运行。
int count = 0;while (ros::ok()){默认情况下roscpp将安装一个SIGINT处理程序，该处理程序提供Ctrl-C处理，将导致ros :: ok（）返回false。
出现以下情况，ros :: ok（）将返回false：
a SIGINT is received (Ctrl-C)
we have been kicked off the network by another node with the same name
ros::shutdown() has been called by another part of the application.
all ros::NodeHandles have been destroyed
一旦ros :: ok（）返回false，所有ROS调用都将失败。
std_msgs::String msg;std::stringstream ss;ss << "hello world " << count;msg.data = ss.str();使用消息适配类在ROS上广播消息，通常消息从msg文件生成。更复杂的数据类型是可能的，但是现在我们将使用标准的String消息，它有一个成员：“data”。
chatter_pub.publish(msg);现在将消息广播给任何已连接的节点。
ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());ROS_INFO及其相关是printf / cout的替代品。相关文档查看 rosconsole documentation 。
ros::spinOnce();这个简单程序可以不需要调用ros :: spinOnce（），因为没有收到任何回调。但是，如果要在此应用程序中添加订阅，且此处没有ros :: spinOnce（），则永远不会调用您的回调。所以，它是作为一个衡量存在。
loop_rate.sleep();使用ros :: Rate对象达到10Hz的发布速度。
以上归结如下：
1、 初始化ROS系统；
2、将把chatter主题上的std_msgs / String消息发布给master
3、循环发布消息，每秒10次
2、 编写 the Subscriber Node
2.1 代码
在beginner_tutorials包中创建src / listener.cpp文件，内容如下：
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"/*** This tutorial demonstrates simple receipt of messages over the ROS system.*/
void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}int main(int argc, char **argv)
{/*** The ros::init() function needs to see argc and argv so that it can perform* any ROS arguments and name remapping that were provided at the command line.* For programmatic remappings you can use a different version of init() which takes* remappings directly, but for most command-line programs, passing argc and argv is* the easiest way to do it. The third argument to init() is the name of the node.** You must call one of the versions of ros::init() before using any other* part of the ROS system.*/ros::init(argc, argv, "listener");/*** NodeHandle is the main access point to communications with the ROS system.* The first NodeHandle constructed will fully initialize this node, and the last* NodeHandle destructed will close down the node.*/ros::NodeHandle n;/*** The subscribe() call is how you tell ROS that you want to receive messages* on a given topic. This invokes a call to the ROS* master node, which keeps a registry of who is publishing and who* is subscribing. Messages are passed to a callback function, here* called chatterCallback. subscribe() returns a Subscriber object that you* must hold on to until you want to unsubscribe. When all copies of the Subscriber* object go out of scope, this callback will automatically be unsubscribed from* this topic.** The second parameter to the subscribe() function is the size of the message* queue. If messages are arriving faster than they are being processed, this* is the number of messages that will be buffered up before beginning to throw* away the oldest ones.*/ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);/*** ros::spin() will enter a loop, pumping callbacks. With this version, all* callbacks will be called from within this thread (the main one). ros::spin()* will exit when Ctrl-C is pressed, or the node is shutdown by the master.*/ros::spin();return 0;
}2.2 代码解释
现在一点一点地分解它，忽略一些已经在上面解释过的部分。
void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}这是一个回调函数，当一个新的消息到达chatter主题时将被调用。消息在boost shared_ptr中传递，这意味着您可以根据需要将其存储起来，而不必担心它会被删除，并且不会复制基础数据。
ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);订阅聊天主题。每当有新消息到达时，ROS都会调用chatterCallback（）函数。第二个参数是队列大小，以防我们无法足够快地处理消息。在这种情况下，如果队列达到1000条消息，将在新消息到达时开始丢弃旧消息。
NodeHandle :: subscribe（）返回一个ros :: Subscriber对象，必须保留该对象，直到取消订阅。订阅对象被销毁后，将自动取消订阅chatter主题。
有一些版本的NodeHandle :: subscribe（）函数允许您指定类成员函数，甚至可以指定Boost.Function对象可调用的任何函数。相关信息请查阅 roscpp overview。
ros::spin();ros :: spin（）进入一个循环，尽可能快地调用消息回调函数。如果没有什么可以做的话就不会占用太多的CPU。ros :: spin（）将退出一次ros :: ok（）返回false，这意味着已经调用了ros :: shutdown（），默认的Ctrl-C处理程序。
还有其他方法可以回调，但我们不会担心这些问题。roscpp_tutorials中有一些演示应用程序来演示这一点。更多roscpp信息请查阅 roscpp overview。
编写Subscribe总结如下：
1、初始化ROS系统；
2、订阅chatter主题；
3、spin，等待消息到达；
4、当消息到达时，将调用chatterCallback（）函数
3、编译nodes
使用catkin_create_pkg创建了一个package.xml和一个CMakeLists.txt文件。
生成的CMakeLists.txt应如下所示：
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(beginner_tutorials)## Find catkin and any catkin packages
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp rospy std_msgs genmsg)## Declare ROS messages and services
add_message_files(DIRECTORY msg FILES Num.msg)
add_service_files(DIRECTORY srv FILES AddTwoInts.srv)## Generate added messages and services
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)## Declare a catkin package
catkin_package()不要担心修改注释（＃）示例，只需将这几行添加到CMakeLists.txt的底部：
add_executable(talker src/talker.cpp)
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(talker beginner_tutorials_generate_messages_cpp)add_executable(listener src/listener.cpp)
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(listener beginner_tutorials_generate_messages_cpp)生成的CMakeLists.txt文件应如下所示：
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(beginner_tutorials)## Find catkin and any catkin packages
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp rospy std_msgs genmsg)## Declare ROS messages and services
add_message_files(FILES Num.msg)
add_service_files(FILES AddTwoInts.srv)## Generate added messages and services
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)## Declare a catkin package
catkin_package()## Build talker and listener
include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS})add_executable(talker src/talker.cpp)
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(talker beginner_tutorials_generate_messages_cpp)add_executable(listener src/listener.cpp)
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(listener beginner_tutorials_generate_messages_cpp)这将创建两个可执行文件，talker和listener，默认情况下将进入devel空间的package目录，默认位于〜/ catkin_ws / devel / lib / <package name>。
注意，必须将可执行目标的依赖项添加到生成目标：
add_dependencies(talker beginner_tutorials_generate_messages_cpp)这样可以确保在使用之前生成此包的头文件。如果使用catkin工作区内其他包的消息，则需要将依赖项添加到其各自的生成目标，因为catkin并行构建所有项目。从* Groovy *开始，可以使用以下变量来依赖所有必需的目标：
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})可以直接调用可执行文件，也可以使用rosrun来调用它们。它们不会放在'<prefix> / bin'中，因为在将软件包安装到系统时会（污染）PATH。如果希望在安装时将可执行文件放在PATH上，则可以设置安装目标，查阅: catkin/CMakeLists.txt。
现在运行catkin_make：
# In your catkin workspace
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make 注意：或者如果您要添加新的pkg，您可能需要通过--force-cmake选项告诉catkin强制制作。请参阅catkin/Tutorials/using_a_workspace#With_catkin_make.
已经写了一个简单的发布者和订阅者，让我们来查看ROS教程五-运行简单的发布者和订阅者。
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