文章目录

• 理论模型
• 分析
• 流程
• • 1. 发布方
  • 2. 订阅方
  • 3.配置 CMakeLists.txt
  • 4.执行
  • 5.注意
• 参考

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)

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:

0. 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。
1. 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。
2. 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。
3. 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)。
4. 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。
5. 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。
6. 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。

分析

在模型实现中，ROS master 不需要实现，而连接的建立也已经被封装了，需要关注的关键点有三个:

• 发布方
• 接收方
• 数据(此处为普通文本)

流程

• 编写发布方实现；
• 编写订阅方实现；
• 编辑配置文件；
• 编译并执行。

1. 发布方

/*需求: 实现基本的话题通信，一方发布数据，一方接收数据，实现的关键点:1.发送方2.接收方3.数据(此处为普通文本)PS: 二者需要设置相同的话题消息发布方:循环发布信息:HelloWorld 后缀数字编号实现流程:1.包含头文件 2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)3.实例化 ROS 句柄4.实例化 发布者 对象5.组织被发布的数据，并编写逻辑发布数据*/
// 1.包含头文件 
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h" //普通文本类型的消息
#include int main(int argc, char  *argv[])
{   //设置编码setlocale(LC_ALL,"");//2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)// 参数1和参数2 后期为节点传值会使用// 参数3 是节点名称，是一个标识符，需要保证运行后，在 ROS 网络拓扑中唯一ros::init(argc,argv,"talker");//3.实例化 ROS 句柄ros::NodeHandle nh;//该类封装了 ROS 中的一些常用功能//4.实例化 发布者 对象//泛型: 发布的消息类型//参数1: 要发布到的话题//参数2: 队列中最大保存的消息数，超出此阀值时，先进的先销毁(时间早的先销毁)ros::Publisher pub = nh.advertise("chatter",10);//5.组织被发布的数据，并编写逻辑发布数据//数据(动态组织)std_msgs::String msg;// msg.data = "你好啊！！！";std::string msg_front = "Hello 你好！"; //消息前缀int count = 0; //消息计数器//逻辑(一秒10次)ros::Rate r(1);//节点不死while (ros::ok()){//使用 stringstream 拼接字符串与编号std::stringstream ss;ss << msg_front << count;msg.data = ss.str();//发布消息pub.publish(msg);//加入调试，打印发送的消息ROS_INFO("发送的消息:%s",msg.data.c_str());//根据前面制定的发送贫频率自动休眠 休眠时间 = 1/频率；r.sleep();count++;//循环结束前，让 count 自增//暂无应用ros::spinOnce();}return 0;
}

2. 订阅方

/*需求: 实现基本的话题通信，一方发布数据，一方接收数据，实现的关键点:1.发送方2.接收方3.数据(此处为普通文本)消息订阅方:订阅话题并打印接收到的消息实现流程:1.包含头文件 2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)3.实例化 ROS 句柄4.实例化 订阅者 对象5.处理订阅的消息(回调函数)6.设置循环调用回调函数*/
// 1.包含头文件 
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr& msg_p){ROS_INFO("我听见:%s",msg_p->data.c_str());// ROS_INFO("我听见:%s",(*msg_p).data.c_str());
}
int main(int argc, char  *argv[])
{setlocale(LC_ALL,"");//2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)ros::init(argc,argv,"listener");//3.实例化 ROS 句柄ros::NodeHandle nh;//4.实例化 订阅者 对象ros::Subscriber sub = nh.subscribe("chatter",10,doMsg);//5.处理订阅的消息(回调函数)//     6.设置循环调用回调函数ros::spin();//循环读取接收的数据，并调用回调函数处理return 0;
}

3.配置 CMakeLists.txt

add_executable(Hello_pubsrc/Hello_pub.cpp
)
add_executable(Hello_subsrc/Hello_sub.cpp
)target_link_libraries(Hello_pub${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(Hello_sub${catkin_LIBRARIES}
)

4.执行

1.启动 roscore;

2.启动发布节点;

3.启动订阅节点。

运行结果与引言部分的演示案例1类似。

5.注意

补充0:
vscode 中的 main 函数 声明 int main(int argc, char const *argv[]){}，默认生成 argv 被 const 修饰，需要去除该修饰符

补充1:
ros/ros.h No such file or directory …
检查 CMakeList.txt find_package 出现重复,删除内容少的即可
参考资料:https://answers.ros.org/question/237494/fatal-error-rosrosh-no-such-file-or-directory/

补充2：
find_package 不添加一些包，也可以运行啊， ros.wiki 答案如下

You may notice that sometimes your project builds fine even if you did not call find_package with all dependencies. This is because catkin combines all your projects into one, so if an earlier project calls find_package, yours is configured with the same values. But forgetting the call means your project can easily break when built in isolation.

补充3:

订阅时，第一条数据丢失

原因: 发送第一条数据时， publisher 还未在 roscore 注册完毕

解决: 注册后，加入休眠 ros::Duration(3.0).sleep(); 延迟第一条数据的发送

PS：可以使用 rqt_graph 查看节点关系。

参考

https://www.bilibili.com/video/BV1Ci4y1L7ZZ?p=45&vd_source=980d364ba77f9826e03d714a8e1da0da