【ROS2】【分步讲解】节点的使用以及引入消息接口的方法

写在前面

主要参考了小鱼的ROS2教程，其他教程在分部拆解上有些模棱两可

建立完整功能节点的步骤概述

1. 创建节点
2. 定义该节点的身份
3. 为节点分配具体任务
4. ros2 run

打个比方，今天要完成送快递的任务，将任务拆解后可分为：

1. 招人
2. 让这个人变成快递员
3. 给TA分配具体任务（把城北的快递派送完）
4. 让TA干活

完整程序展示（以publisher为例）

class TopicPublisher01 : public rclcpp::Node
{
public:// 构造函数,有一个参数为节点名称TopicPublisher01(std::string name) : Node(name){RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "发布者节点%s 已启动.", name.c_str());command_publisher_ = this->create_publisher<std_msgs::msg::String>("command", 10);timer_ = this->create_wall_timer(std::chrono::milliseconds(500), std::bind(&TopicPublisher01::timer_callback, this));}private:void timer_callback(){// 创建消息std_msgs::msg::String message;message.data = "forward";// 日志打印RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing: '%s'", message.data.c_str());// 发布消息command_publisher_->publish(message);}// 声名定时器指针rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;// 声明节点rclcpp::Publisher<std_msgs::msg::String>::SharedPtr command_publisher_;
};

分部拆解

• 创建节点
  • 创建节点发生在auto node = std::make_shared(“topic_publisher_01”);
    当构造函数TopicPublisher01被调用，节点名称参数写入Node(name)时，节点就被创建完成了
    相当于在没有人的情况下，招了个人进来，但是TA现在还不知道自己是来干嘛的，只知道自己是人，是一个劳动力
  • 仅仅被创建的节点本身不具有任何功能，具体功能是加在上面的程序基础上的

  class TopicPublisher01 : public rclcpp::Node
  {
  public:// 构造函数,有一个参数为节点名称TopicPublisher01(std::string name) : Node(name){RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "发布者节点%s 已启动.", name.c_str());}private:
  };int main(int argc, char **argv)
  {rclcpp::init(argc, argv);/*创建对应节点的共享指针对象*/auto node = std::make_shared<TopicPublisher01>("topic_publisher_01");/* 运行节点，并检测退出信号*/rclcpp::spin(node);rclcpp::shutdown();return 0;
  }
  

• 节点功能定义
  • 相比上面的程序两行代码，将该节点定义成publisher，作为消息的发布者
    相当于从无业游民变成了快递员

    public:command_publisher_ = this->create_publisher<std_msgs::msg::String>("command", 10);
    private:rclcpp::Publisher<std_msgs::msg::String>::SharedPtr command_publisher_;
    

• 分配具体任务
  • 为发布者节点增加定时发送的功能，主要增加了下面的代码
    相当于为快递员分配的具体的工作任务，招人了总是要用起来的

    timer_ = this->create_wall_timer(std::chrono::milliseconds(500), std::bind(&TopicPublisher01::timer_callback, this));void timer_callback()
    {// 创建消息std_msgs::msg::String message;message.data = "forward";// 日志打印RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing: '%s'", message.data.c_str());// 发布消息command_publisher_->publish(message);
    }
    // 声名定时器指针
    rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
    // 声明节点
    rclcpp::Publisher<std_msgs::msg::String>::SharedPtr command_publisher_;
    

• 运行程序
  • 使用下面的指令运行对应节点即可

    cd xxx/工作空间_ws/
    colcon build --packages-select 功能包名称			# 编译功能包
    source install/setup.bash						# 安装编译后的结果，防止运行时找不到相关依赖
    ros2 run 功能包名称 功能包中的节点名称				# 运行节点
    

完整程序参考最上面的完整程序展示，下面的分部拆解并不是正确的语法

订阅者节点代码展示

实现过程和发布者完全相同

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"class TopicSubscriber : public rclcpp::Node
{
public:TopicSubscriber(std::string name) : Node(name){RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "this is %s", name.c_str());command_subscriber = this->create_subscription<std_msgs::msg::String>("command", 10, std::bind(&TopicSubscriber::command_callback, this, std::placeholders::_1));}
private:rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr command_subscriber;void command_callback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg){double speed = 0.0f;if(msg->data == "forward"){speed = 0.2f;}RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "receive command [%s], the speed is %f", msg->data.c_str(), speed);}
};int main(int argc, char **argv)
{rclcpp::init(argc, argv);/*创建对应节点的共享指针对象*/auto node = std::make_shared<TopicSubscriber>("topic_subscriber_0");/* 运行节点，并检测退出信号*/rclcpp::spin(node);rclcpp::shutdown();return 0;
}

---

最后补充一下引入消息接口的方法 (以std_msgs为例)

1. 在CMakeLists.txt中，增加

   find_package(std_msgs REQUIRED)
   ament_target_dependencies(topic_publisher_01 rclcpp std_msgs)
   

2. 在packages.xml中增加

    <depend>std_msgs</depend>
   

3. 在cpp程序中，使用#include “std_msgs/msg/string.hpp”，调用这些接口

补充一点语法

rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr command_subscriber;

使用模板类Subscription中的类型别名SharedPtr，创建一个变量command_subscriber
这是c++特有的长难句，也特意记录一下