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ROS话题通信章节总结目录

ROS话题通信章节总结
前言
一、理论模型
1.Talker注册
2.Listener注册
3.ROS Master实现信息匹配
4.Listener向Talker发送请求
5.Talker确认请求
6.Listener与Talker件里连接
7.Talker向Listener发送消息
二、话题通信基本操作（C++）
1.发布方实现
CMakeList.TXT文件修改
2.订阅方实现
CMakeList.TXT文件修改
三、话题通信基本操作（Python）
1.发布方实现
CMakeList.TXT文件修改
2.发布方实现
CMakeList.TXT文件修改
前言一、理论模型

话题通信实现模型是比较复杂的，该模型如下图所示,该模型中涉及到三个角色:
ROS Master (管理者)
Talker (发布者)
Listener (订阅者)
文章图片
ROS Master 负责保管 Talker 和 Listener 注册的信息，并匹配话题相同的 Talker 与 Listener，帮助 Talker 与 Listener 建立连接，连接建立后，Talker 可以发布消息，且发布的消息会被 Listener 订阅。
整个流程由以下步骤实现：
1.Talker注册
Talker启动后，会通过RPC在 ROS Master 中注册自身信息，其中包含所发布消息的话题名称。ROS Master 会将节点的注册信息加入到注册表中。
2.Listener注册
Listener启动后，也会通过RPC在 ROS Master 中注册自身信息，包含需要订阅消息的话题名。ROS Master 会将节点的注册信息加入到注册表中。
3.ROS Master实现信息匹配
ROS Master 会根据注册表中的信息匹配Talker 和 Listener，并通过 RPC 向 Listener 发送 Talker 的 RPC 地址信息。
4.Listener向Talker发送请求
Listener 根据接收到的 RPC 地址，通过 RPC 向 Talker 发送连接请求，传输订阅的话题名称、消息类型以及通信协议(TCP/UDP)。
5.Talker确认请求
Talker 接收到 Listener 的请求后，也是通过 RPC 向 Listener 确认连接信息，并发送自身的 TCP 地址信息。
6.Listener与Talker件里连接
Listener 根据步骤4 返回的消息使用 TCP 与 Talker 建立网络连接。
7.Talker向Listener发送消息
连接建立后，Talker 开始向 Listener 发布消息。

注意1:上述实现流程中，前五步使用的 RPC协议，最后两步使用的是 TCP 协议
注意2: Talker 与 Listener 的启动无先后顺序要求
注意3: Talker 与 Listener 都可以有多个
注意4: Talker 与 Listener 连接建立后，不再需要 ROS Master。也即，即便关闭ROS Master，Talker 与 Listern 照常通信。

二、话题通信基本操作（C++）

1.发布方实现
基本流程：

pub C++

1.include ros(包含ros的头文件）

#include "ros/ros.h" #include "std_msgs/String.h" #include

2.ros_node init（ros节点初始化）

ros::init(argc,argv,"node_name"); //参数1与参数2 后期为节点传值使用 //参数3为节点名称(可随意取名)，于rqt_graph命令中清晰查看节点信息

3.create node_handle（ros句柄创建）

ros::NodeHandle nh; //该类中封装了一些常用的ros功能

4.create pub（创建发布者对象）

ros::Publisher pub = nh.advertise("topic",10); //参数1为要发布到的话题（话题名称可随意） //参数2为队列中保存的消息数，超出此阈值的，先进的先销毁

5.write pub data,output data（组织被被发布的数据，并编写发布的数据）
5-1.pub data write（数据动态）

std_msgs::String msg; //

5-2.output speed set (输出频率设置）

ros::Rate rate(0.5); //参数:每秒输出n次 //上述代码实现每0.5秒输出一次日志

5-3.number set（输出次数计数）

int count = 0;

5-4.while(输出循环)

while(ros::ok()) { //使用stringstream拼接字符串与编号 count++; std::stringstream ss; ss << "hello --->" << count; //1.把"hello --->"这串字符送入输入流，2.把count计数编号输入输入流 msg.data = https://www.it610.com/article/ss.str(); //把输入流中的统一为字符类型pub.publish(msg); //发布消息//添加日志 ROS_INFO("PUB DATA:%s",ss.str().c_str()); //根据前面制定的发送频率自动休眠休眠时间 = 1/频率 rate.sleep(); //暂时无作用（官方推荐） ros::spinOnce(); }

//为了防止中文乱码可于mian函数开头添加一句setlocale(LC_ALL,"");

CMakeList.TXT文件修改

//136行 //demo01_pub和demo01_pub.cpp分别为两个需要配置的参数，为.C文件映射的名称 add_executable(demo01_pub src/demo01_pub.cpp)//154行 //demo01_pub为需要配置的参数，一般与文件名一致 target_link_libraries(demo01_pub ${catkin_LIBRARIES} )

2.订阅方实现
基本流程：

sub C++

1.include ros（包含ros头文件）

#include "ros/ros.h" #include "std_msgs/String.h" #include

2.ros_node init（ros节点初始化）

ros::init(argc,argv,"node_name"); //参数1与参数2 后期为节点传值使用 //参数3为节点名称(可随意取名)，于rqt_graph命令中清晰查看节点信息

3.create node_handle（创建句柄）

ros::NodeHandle nh; //该类中封装了一些常用的ros功能

4.create sub （创建订阅者对象）

ros::Subscriber sub = nh.subscribe("topic_name",10,doMsg); 参数1为话题名称参数2为队列中保存消息数参数3为回调函数//回调函数： void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr &msg) { ROS_INFO("SUB DATA:%s",msg->data.c_str()); }

注意：发布方与订阅方话题名称需要相同，否则无法进行话题通信
5.solve sub data（处理发布者数据）
6.spain del （回调函数）

ros::spin(); //spin : back to doMsg

setlocale(LC_ALL,""); //防止中文乱码

CMakeList.TXT文件修改

//138行 //demo02_2ub和demo02_sub.cpp分别为两个需要配置的参数，为.C文件映射的名称 add_executable(demo02_sub src/demo02_sub.cpp)//157行 //demo02_sub为需要配置的参数，一般与文件名一致 target_link_libraries(demo2_sub ${catkin_LIBRARIES} )

实现运行：

于工作空间下： $ source ./devel/setup.bash $ rosrun plumbing_pub_sub demo01_pub 实现发布方新开一个terminal窗口 $ source ./devel/setup.bash $ rosrun plumbing_pub_sub demo02_sub 实现订阅方

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三、话题通信基本操作（Python）

1.发布方实现

基本流程：

pub Python

1.import rospy（导入ros包）
2.ros_node init（ros节点初始化）
3.create pub（创建发布者对象）
4.wirte pub date and output data（组织被被发布的数据，并编写发布的数据）
因为Python代码实现较为简单，原理上的东西就不重复说，这里主要说一下用到的函数中的参数
Python代码实现发布方如下

#! /usr/bin/env python #1.import ros import rospy from std_msgs.msg import String #data classif __name__ == "__main__": #2.ros_node init rospy.init_node("zhangsan")//参数1：节点名 #3.create pub pub = rospy.Publisher("car",String,queue_size=10) #参数1：话题名称 #参数2："msgs.data class" （发布数据的数据类型） #参数3：队列中保存消息数 #4.wirte pub date and output data #4-1create data msg = String() #4-2set rate rate = rospy.Rate(1) #4-3set number count = 0 #4-4while rospy.sleep(3)#一开始先休眠3秒 while not rospy.is_shutdown(): count += 1 msg.data = "https://www.it610.com/article/hello" +str(count) #output data pub.publish(msg) rospy.loginfo("pub data:%s",msg.data) rate.sleep()

CMakeList.TXT文件修改

#176行并且.py因为在linux操作系统中没有可执行权限，还需在scripts（就是放.py文件的文件夹，一般于功能包目录下创建，与src目录平行）目录下添加： $ chmod +x *.pycatkin_install_python(PROGRAMS scripts/demo01_pub_p.py DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION} )

2.发布方实现
基本流程：

sub Python

1.import rospy（导入ros包）
2.ros_node init（ros节点初始化）
3.create sub（创建订阅者对象）
4.back del （编写回调函数）
5.spin()
代码如下:

#! /usr/bin/env python #1.import ros import rospy from std_msgs.msg import String #data class#4.back del：（回调函数的编写） def doMsg(msg): rospy.loginfo("sub data:%s",msg.data)if __name__ == "__main__": #2.ros_node init rospy.init_node("huahua")#参数1.节点名称 #3.create sub sub = rospy.Subscriber("car",String,doMsg,queue_size=10) #参数1.topic_name, （话题名称） #参数2.data_class, （接收到的数据类型） #参数3.callback=None（回调函数） #参数4.que_size（队列可容纳的数据的长度） #5.spin() rospy.spin()

CMakeList.TXT文件修改

#176行并且.py因为在linux操作系统中没有可执行权限，还需在scripts（就是放.py文件的文件夹，一般于功能包目录下创建，与src目录平行）目录下添加： $ chmod +x *.pycatkin_install_python(PROGRAMS scripts/demo02_sub_p.py DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION} )

到此实现C++和Python的话题通信
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