ROS第 7 课 话题消息的自定义与使用

第 7 课 话题消息的自定义与使用

1.自定义话题消息

---

注意：在自定义话题消息之前，需要先创建工作空间和功能包，具体操作过程可前往目录“ROS第4课 创建工作空间与功能包”查看文档。

---

自定义话题消息的具体操作步骤如下：

1. 打开命令行终端。
2. 输入进入功能包所在目录的指令“roscd beginner_hiwonder”，并按下回车。
   

---

注意：若出现提示“No such package/stack ‘beginner_hiwonder’”，即功能包不存在于环境变量ROS_PACKAGE_PATH中，具体解决方法可前往目录“ ROS第4课 创建工作空间与功能包”查看文档，解决此问题后，请重复一次当前步骤的操作。

---

3. 输入指令“mkdir msg”，并按下回车，新建用于存放文本文件的文件夹“msg”。
   
4. 输入指令“cd msg”，回车。
   
5. 输入指令“vi Person.msg”编辑程序，复制下面程序。如需修改，再按下“i”即可修改。修改完成，按下“Esc”，输入“：wq”保存并退出。
   

string name
uint8 age
uint8 sex

uint8 unknown = 0
uint8 male = 1
uint8 female = 2

6) 输入“vi package.xml”，复制下面程序，在下图所示位置添加功能包依赖。如需修改，再按下“i”即可修改。修改完成，按下“Esc”，输入“：wq”保存并退出。

7) 在下图所示位置添加功能包依赖：

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

8) 输入“vi CMakeLists.txt”，再按下“i”，修改“CMakeLists.txt”文件。

9) 在下图所示位置添加所需的编译选项“message_generation”。

10) 找到下图所示代码，将红框部分进行反注释，并添加所需的编译选项“Person.msg”。


11) 找到下图所示代码，将红框部分进行反注释，确保所需的编译选项生效。


12) 找 到 下 图 所 示 代 码 ， 将 红 框 部 分 进 行 反 注 释 ， 并 添 加 所 需 的 编 译 选 项“message_runtime”。


13) 修改完成，按下“Esc”，输入“：wq”保存并退出。

14) 输入指令“rosmsg show beginner_hiwonder/Person”，并按下回车，查看写入的消息字段能否被系统识别。当出现下图红框所示字样，即代表识别成功。

2.话题消息的使用

2.1 创建发布者和订阅者代码

1. 打开命令行终端。
2. 输入进入功能包所在目录的指令“roscd beginner_hiwonder”，并按下回车。
   
3. 输入指令“cd scripts”，并按下回车，进入用于存放Python脚本的文件夹“scripts”。
   
4. 输入指令“vi person_publisher.py”编辑程序，复制下面程序。如需修改，再按下“i”即可修改。修改完成，按下“Esc”，输入“：wq”保存并退出
   

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 该脚本为ROS节点，用于发布名为/person_info的话题，消息类型为自定义的beginner_hiwonder::Person

# 导入ROS的python库
import rospy
# 从自定义的beginner_hiwonder包中导入Person消息类型
from beginner_hiwonder.msg import Person

# 定义节点的主函数
def velocity_publisher():
    # 初始化ROS节点，命名为'person_publisher'，anonymous=True表示自动在节点名后添加随机数防止节点名冲突
    rospy.init_node('person_publisher', anonymous=True)
    
    # 创建一个Publisher，它会发布/person_info话题，消息类型为Person，队列长度设置为10
    person_info_pub = rospy.Publisher('/person_info', Person, queue_size=10)
    
    # 设置发布消息的频率，这里是10Hz
    rate = rospy.Rate(10)
    
    # 当ROS没有被外部关闭，即正常运行时
    while not rospy.is_shutdown():
        # 初始化Person消息类型的实例
        person_msg = Person()
        # 设置消息字段，这里发布的消息包含名字Tom，年龄18，性别为male（假设在Person消息定义中0代表male）
        person_msg.name = "Tom"
        person_msg.age = 18
        person_msg.sex = Person.male

        # 发布Person信息到/person_info话题
        person_info_pub.publish(person_msg)
        # 在终端打印日志信息，显示被发布的消息内容
        rospy.loginfo("Publsh person message[%s, %d, %d]", person_msg.name, person_msg.age, person_msg.sex)
        # 休眠一段时间以符合发布频率，即10Hz
        rate.sleep()
        
# Python的主函数入口
if __name__ == '__main__':
    try:
        # 尝试运行velocity_publisher函数
        velocity_publisher()
    except rospy.ROSInterruptException:
        # 如果运行时出现中断异常（如按Ctrl+C），则不做任何操作，这是ROS的常规操作方式
        pass

5) 输入指令“vi person_subscriber.py”编辑程序，复制下面程序。如需修改，再按下“i”即可修改。修改完成，按下“Esc”，输入“：wq”保存并退出。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 这是一个ROS订阅者脚本，用于订阅/person_info话题，消息类型为自定义的beginner_hiwonder::Person

# 导入ROS的python接口模块
import rospy
# 从自定义的beginner_hiwonder包导入Person消息类型
from beginner_hiwonder.msg import Person

# 定义订阅消息时的回调函数
def personInfoCallback(msg):
    # 打印接收到的消息，包含姓名、年龄和性别
    rospy.loginfo("Subcribe Person Info: name:%s age:%d sex:%d", msg.name, msg.age, msg.sex)
    
# 定义订阅者节点的主函数
def person_subscriber():
    # 初始化ROS节点，节点名为'person_subscriber'，anonymous=True确保节点名唯一
    rospy.init_node('person_subscriber', anonymous=True)
    
    # 创建一个Subscriber，订阅名为/person_info的话题，消息类型为Person，当有消息到达时调用personInfoCallback函数
    rospy.Subscriber("/person_info", Person, personInfoCallback)
    
    # rospy.spin()的作用是当节点正在运行时，不会退出程序，而是等待并执行回调函数
    rospy.spin()
    
# Python程序执行的入口点
if __name__ == '__main__':
    # 执行订阅者节点的主函数
    person_subscriber()

6) 输入指令“chmod +x person_publisher.py”回车，为保存的person_publisher.py赋予可执行权限。

7) 输入指令“chmod +x person_subscriber.py”回车，为保存的person_publisher.py赋予可执行权限。

2.2 运行发布者和订阅者节点

1. 输入指令“cd ~/catkin_ws”，并按下回车，进入catkin工作空间。
   
2. 输入指令“catkin_make”，并按下回车，构建目录中所有的功能包。
   
3. 输入指令“source ./devel/setup.bash”，并按下回车，刷新工作空间的环境。
   
4. 输入指令“roscore”，启动节点管理器。
   
   若已开启，则会出现以下提示：
   
5. 输入指令“rosrun beginner_hiwonder person_publisher.py”，并按下回车，运行发布者节点。如需停止节点的运行，可按下快捷键“Ctrl+C”。
   
6. 打开一个新的命令行终端，输入指令“rosrun beginner_hiwonder person_subscriber.py”，并按下回车，运行订阅者节点。如需停止节点的运行，可按下快捷键“Ctrl+C”。
   

---

注意：
1) 需要先启动发布者节点，订阅者节点才可订阅消息；
2) 若需完全接收发布者消息，可以先启动订阅者节点，再启动发布者节点。

---