ROS-创建功能包和节点

个人博客：http://www.chenjianqu.com/

原文链接：http://www.chenjianqu.com/show-72.html

本文是我学习ROS的笔记，介绍了如何通过命令行从零创建一个功能包：基于roscpp的Service通信和基于rospy的topic通信。

一.基于roscpp的service通信

1.首先，创建一个工作空间

Catkin工作空间是创建、修改、编译catkin软件包的目录。

(base) chenjianqu@chen:~$ cd ros
(base) chenjianqu@chen:~/ros$ cd project
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project$ mkdir -p ws2/src
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project$ cd ws2
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ catkin_make #初始化工作空间

catkin工作空间包括了src、build、devel三个文件夹：

src/: ROS的catkin软件包（源代码包）

build/: catkin（CMake）的缓存信息和中间文件

devel/: 生成的目标文件（包括头文件，动态链接库，静态链接库，可执行文件等）、环境变量

2.创建一个Package

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ cd src
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src$ catkin_create_pkg serve_test std_msgs rospy roscpp

创建一个package需要在catkin_ws/src下,用到catkin_create_pkg命令，用法是：catkin_create_pkg package depends，其中package是包名，depends是依赖的包名，可以依赖多个软件包。上面的命令创建了serve_test软件包，依赖于roscpp rospy std_msgs。

一个package下常见的文件、路径有：

CMakeLists.txt: 定义package的包名、依赖、源文件、目标文件等编译规则，是package不可少的成分

package.xml: 描述package的包名、版本号、作者、依赖等信息，是package不可少的成分

src/: 存放ROS的源代码，包括C++的源码和(.cpp)以及Python的module(.py)

include/: 存放C++源码对应的头文件

scripts/: 存放可执行脚本，例如shell脚本(.sh)、Python脚本(.py)

msg/: 存放自定义格式的消息(.msg)

srv/: 存放自定义格式的服务(.srv)

models/: 存放机器人或仿真场景的3D模型(.sda, .stl, .dae等)

urdf/: 存放机器人的模型描述(.urdf或.xacro)

launch/: 存放launch文件(.launch或.xml)

其中定义package的是CMakeLists.txt和package.xml，这两个文件是package中必不可少的。catkin编译系统在编译前，首先就要解析这两个文件。这两个文件就定义了一个package。通常ROS文件组织都是按照以上的形式，这是约定俗成的命名习惯，建议遵守。以上路径中，只有CMakeLists.txt和package.xml是必须的，其余路径根据软件包是否需要来决定。

3.创建服务消息文件

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src$ ls
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src$ cd serve_test
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ mkdir -p srv
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ cd srv(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test/srv$ vim Greeting.srv

在Greeting.srv中写入消息内容：

string name
int32 age
---
string feedback

srv文件是用来描述服务（service数据类型的，service通信的数据格式定义在*.srv中。它声明了一个服务，包括请求(request)和响应（reply）两部分。

4.修改CMakeLists.txt和package.xml，编译服务消息

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test/srv$ cd ..
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ ls
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ vim CMakeLists.txt #修改CMakeLists文件

修改内容如下：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscppstd_msgsmessage_generation   #需要添加的地方
)
#catkin在cmake之上新增的命令，指定从哪个消息文件生成
add_service_files(FILES Greeting.srv)  #添加这一项
#catkin新增的命令，用于生成消息 #DEPENDENCIES后面指定生成msg需要依赖其他什么消息，由于gps.msg用到了flaot32这种ROS标准消息，因此需要再把std_msgs作为依赖
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)  #添加这一项

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ vim package.xml #修改package.xml文件

修改内容加入：

<build_depend>message_generation</build_depend> #添加这一项
<exec_depend>message_runtime</exec_depend> #添加这一项

最后编译服务消息

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ cd ..
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src$ cd ..
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ catkin_make

编译完成之后会在devel路径下生成Greeting.srv对应的头文件，头文件按照C++的语法规则定义了serve_test::Greeting::Request和 serve_test::Greeting::Response类型的数据。

5.编写Server和Client两个节点的源代码

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ cd src
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src$ cd serve_test
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ ls
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ cd src
#创建server节点的源代码
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test/src$ vim server.cpp

代码内容如下：

#include <ros/ros.h>
#include <serve_test/Greeting.h>
bool handle_function(serve_test::Greeting::Request &req, serve_test::Greeting::Response &res){//显示请求信息ROS_INFO("Request from %s with age %d", req.name.c_str(), req.age);//处理请求，结果写入responseres.feedback = "Hi " + req.name + ". I’m server!";//返回true，正确处理了请求return true;
}
int main(int argc, char** argv){ros::init(argc, argv, "greetings_server");//解析参数，命名节点ros::NodeHandle nh;//创建句柄，实例化noderos::ServiceServer service = nh.advertiseService("greetings", handle_function);  //写明服务的处理函数ros::spin();return 0;
}

接着创建client节点的源代码

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test/src$ vim client.cpp

代码如下：

#include <ros/ros.h>
#include <serve_test/Greeting.h>int main(int argc, char **argv)
{ros::init(argc, argv, "greetings_client");// 初始化，节点命名为"greetings_client"ros::NodeHandle nh;ros::ServiceClient client = nh.serviceClient<serve_test::Greeting>("greetings");// 定义service客户端，service名字为“greetings”，service类型为serve_test// 实例化srv，设置其request消息的内容，这里request包含两个变量，name和age，见Greeting.srvserve_test::Greeting srv;srv.request.name = "HAN";srv.request.age = 20;if (client.call(srv)){// 注意我们的response部分中的内容只包含一个变量response，另，注意将其转变成字符串ROS_INFO("Response from server: %s", srv.response.feedback.c_str());}else{ROS_ERROR("Failed to call service serve_test");return 1;}return 0;
}

5.配置CMakeLists.txt，编译工作空间

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test/src$ cd ..
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ vim CMakeLists.txt

在CMakeLists.txt文件里添加：

#要生成的可执行文件server和需要编译的源文件src/server.cpp，如需要多个代码文件，则可在后面一次列出，中间使用空格分隔
add_executable(server src/server.cpp)
#设置依赖项，这里必须添加add_dependencies，否则找不到自定义的srv产生的头文件
add_dependencies(server serve_test_generate_messages_cpp)
#设置链接库，很多工序要需要使用第三方库函数，这里可以配置默认链接库
target_link_libraries(server ${catkin_LIBRARIES}) add_executable(client src/client.cpp )
add_dependencies(client serve_test_generate_messages_cpp)
target_link_libraries(client ${catkin_LIBRARIES})

然后编译工作空间

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/serve_test$ cd ..
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src$ cd ..
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ catkin_make

6.测试

A.打开一个新的终端，运行roscore

B.再打开一个新的终端，运行server节点

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ source devel/setup.bash
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ rosrun serve_test server

C.再打开一个新的终端，运行client节点

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ source devel/setup.bash
(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2$ rosrun serve_test client

然后服务端节点会收到客户端节点的消息：[ INFO] [1575818511.403724893]: Request from HAN with age 20。

接着客户端节点收到服务端节点返回的消息：[ INFO] [1575818511.403884222]: Response from server: Hi HAN. I???m server!。

编译完成后必须刷新一下工作空间的环境，否则可能找不到工作空间。许多时候我们为了打开终端就能够运行工作空间中编译好的ROS程序，我们习惯把“source 工作空间路径/devel/setup.bash”命令追加到~/.bashrc文件中，这样每次打开终端，系统就会刷新工作空间环境。可以通过“echo "source 工作空间路径/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc”命令来追加。

二.基于rospy的topic通信

在上面创建工作空间的基础上，创建另一个包。

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src$ catkin_create_pkg topic_test std_msgs rospy

然后在包目录下创建一个用于存放topic消息的目录msg，创建topic通信格式gps.msg

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/topic_test/msg$ vim gps.msg

写入下面的代码，格式与service通信不同，topic通信是单向通信：

string state
float32 x
float32 y

然后像上面的service例子一样，修改CMakeLists.txt和package.xml，并编译服务消息。

接下来就可以开始写rospy的程序，这里在包目录下创建scripts文件夹，用于存放简单的python脚本代码，

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/topic_test/scripts$ vim pytalker.py

代码如下：

#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
import rospy
from topic_test.msg import gps #导入自定义的数据类型def talker():pub = rospy.Publisher('gps_info', gps , queue_size=10)rospy.init_node('pytalker', anonymous=True)#更新频率是1hzrate = rospy.Rate(1) x=1.0y=2.0state='working'while not rospy.is_shutdown():#计算距离rospy.loginfo('Talker: GPS: x=%f ,y= %f',x,y)pub.publish(gps(state,x,y))x=1.03*xy=1.01*yrate.sleep()if __name__ == '__main__':talker()#Publisher 函数第一个参数是话题名称，第二个参数 数据类型，现在就是我们定义的msg 最后一个是缓冲区的大小
#queue_size: None（不建议）  #这将设置为阻塞式同步收发模式！
#queue_size: 0（不建议）#这将设置为无限缓冲区模式，很危险！
#queue_size: 10 or more  #一般情况下，设为10 。queue_size太大了会导致数据延迟不同步。

写完后设置该文件为可执行文件：

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/topic_test/scripts$ chmod +x pytalker.py

再新建一个节点脚本文件：

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/topic_test/scripts$ vim pylistener.py

代码：

#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
import rospy
import math
from topic_test.msg import gps#回调函数输入的应该是msg
def callback(gps):distance = math.sqrt(math.pow(gps.x, 2)+math.pow(gps.y, 2)) rospy.loginfo('Listener: GPS: distance=%f, state=%s', distance, gps.state)
def listener():rospy.init_node('pylistener', anonymous=True)#Subscriber函数第一个参数是topic的名称，第二个参数是接受的数据类型 第三个参数是回调函数的名称rospy.Subscriber('gps_info', gps, callback)rospy.spin()
if __name__ == '__main__':listener()

(base) chenjianqu@chen:~/ros/project/ws2/src/topic_test/scripts$ chmod +x pylistener.py

python代码是动态语言，因此无需修改cmakelists.txt文件，直接在工作空间catkin_make一下，再刷新环境变量，即可运行。

代码首行#!/usr/bin/env python这种用法是为了防止操作系统用户没有将python装在默认的/usr/bin路径里。当系统看到这一行的时候，首先会到env设置里查找python的安装路径，再调用对应路径下的解释器程序完成操作。

参考文献

[0]中科院软件所,重德智能公司.中国大学MOOC---《机器人操作系统入门》课程讲义.https://sychaichangkun.gitbooks.io/ros-tutorial-icourse163/content/

ROS-创建功能包和节点相关推荐

ros创建功能包和编译过程问题处理
文章目录 1. 创建工作空间和功能包 2.新建cpp文件 3.修改CMakeLists.txt 4.编译问题 4.1 Could NOT find rospy (missing: rospy_DIR) ...
相机标定原理用ROS camera_calibration 功能包在gazebo中进行相机校准
在gazebo中进行相机标定相机标定原理相机标定意义相机标定原理相机标定参数相关坐标系世界坐标系相机坐标系像素坐标系.图像坐标系相机坐标系转换为世界坐标系像素坐标系转换为图像坐标系 ...
工作空间、功能包、节点
相关课程视频下载链接和彩云网盘链接: 链接:和彩云网盘提取码:qo1z 简介:和彩云网盘是中国移动旗下的网盘,目前对免费用户下载不限速,只要简单注册一个账号就可以下载迅雷云盘网盘链接: 迅雷 ...
ROS rviz_satellite功能包可视化GNSS轨迹，卫星地图的使用
安装步骤 mkdir -p catkin_ws/src cd catkin_ws/src git clone https://github.com/nobleo/rviz_satellite # cl ...
ROS系统创建工作空间与功能包
ROS 学习目标: 学习内容: 使用环境操作步骤: 基本命令二.使用步骤创建工作空间编译工作空间创建功能包使用C++执行程序编写源文件编辑功能包下的 Cmakelist.txt文件修 ...
ROS中工作空间和功能包的创建以及发布者Publisher的实现
最近刚刚开始学习ROS,对于整个ROS的框架和功能正在一点点的了解,跟着B站古月居的<ROS入门21讲>课程,在安装好linux和ROS后,正式开始ROS的学习,动手实践敲代码,在这里先记 ...
ROS学习笔记4：创建工作空间和功能包
一.linux命令行使用基础: 1.cd命令(change directory): (1)语法: cd [dirName](dirName:要切换到的目录)cd ..(返回上一级) (2)功能:用于切 ...
ros自带package在哪里_【ROS】创建ROS功能包(ROS package)
创建功能包(ROS package) 1 常用工具 roscreate-pkg catkin 2 catkin package组成命名规则只允许使用小写字母,数字,下划线三种元素组成,并且首字母必 ...
【RK3399Pro学习笔记】四、ROS 创建工作空间与功能包
目录创建工作空间编译工作空间功能包创建功能包编译功能包设置环境变量检查环境变量平台:华硕 Thinker Edge R 瑞芯微 RK3399Pro 固件版本:Tinker_Edge_R ...
ROS 学习笔记（一）：工作空间+功能包创建
ROS 学习笔记(一):工作空间+功能包创建一.创建工作空间(catkin_make编译): 1.创建工作空间 catkin_ws 创建空间.初始化(建立一个文件夹) cd ~ mkdir -p ~ ...

ROS-创建功能包和节点

ROS-创建功能包和节点相关推荐

最新文章

热门文章