• ROS Topic概念
  • Publisher
  • Subscriber
  • Topic通信过程
• 发布一个topic
• 发布自定义数据
  • 定义自定义消息
  • 修改 package.xml 和 CMakeLists.txt
  • 示例
• 参考

ROS Topic概念

ROS Node之间进行通信所利用的最重要的机制就是消息传递，在ROS中，消息有组织的放到Topic里进行传递。

Publisher

• 生成信息，通过ROS Topic与其它Node进行通信。

• 通常用于处理原始的传感器信息，如相机、编码器等。

Subscriber

• 接收信息，通过ROS Topic接收来自其它Node的信息，并通过回调函数处理

• 通常用于监测系统状态，如当机器人关节到达限位位置时触发运动中断

Topic通信过程

1, Publisher节点和Subscriber节点分别在Master进行注册
2, Publisher发布Topic
3, Subscriber在Master指挥下订阅Topic，从而建立起Pub-Sub之间的通信

注意：消息是直接从发布节点传递到订阅节点，并不经过Master。

下图是ROS Node和ROS Topic概念的图形化表示，可以看到两个Node（圆形）通过Topic（长方形）实现通信。

发布一个topic

发布一个 ROS topic 的步骤如下：

• 确定消息类型：首先，需要知道要发布的消息类型。例如，使用标准消息类型 std_msgs/String。

• 创建发布节点：需要一个 ROS 节点来发布消息。可以使用 Python 或 C++ 编写这个节点。

以下是 C++ 示例，创建一个发布节点并每秒发布一条字符串消息：

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

int main(int argc, char **argv) {
    ros::init(argc, argv, "talker");
    ros::NodeHandle n;
    ros::Publisher pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
    ros::Rate loop_rate(1);  // 1 Hz

    while (ros::ok()) {
        std_msgs::String msg;
        std::stringstream ss;
        ss << "Hello, ROS! " << ros::Time::now();
        msg.data = ss.str();

        ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());  // 打印消息到日志
        pub.publish(msg);  // 发布消息

        ros::spinOnce();  // 处理回调
        loop_rate.sleep();  // 按照设定频率休眠
    }

    return 0;
}

发布自定义数据

如果想同时发布字符和数组，可以使用自定义消息类型或者使用现有的消息类型，比如 std_msgs/String 和 std_msgs/Float64MultiArray，并将它们封装在一个自定义消息中。

定义自定义消息

在 ROS 包中创建一个 msg 文件夹，并定义一个新的消息类型，例如 CombinedMsg.msg，内容如下：

string text
std_msgs/Float64MultiArray array

修改 package.xml 和 CMakeLists.txt

确保在 package.xml 中添加 std_msgs 的依赖，并在 CMakeLists.txt 中添加消息生成的相关配置。

在 CMakeLists.txt 中添加以下内容：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  std_msgs
  message_generation
)

add_message_files(
  FILES
  CombinedMsg.msg
)

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

到工作空间后catkin_make编译一下包

示例

发布包含字符和数组的自定义消息：

#include "ros/ros.h"
#include "your_package_name/CombinedMsg.h"

int main(int argc, char **argv) {
    ros::init(argc, argv, "combined_talker");
    ros::NodeHandle n;
    ros::Publisher pub = n.advertise<your_package_name::CombinedMsg>("combined_topic", 1000);
    ros::Rate loop_rate(1);  // 1 Hz

    while (ros::ok()) {
        your_package_name::CombinedMsg combined_msg;

        // 填充字符和数组数据
        combined_msg.text = "Hello, ROS!";
        combined_msg.array.data = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};

        ROS_INFO("Text: %s", combined_msg.text.c_str());
        ROS_INFO("Array: %f %f %f %f %f", combined_msg.array.data[0], combined_msg.array.data[1], combined_msg.array.data[2], combined_msg.array.data[3], combined_msg.array.data[4]);
        pub.publish(combined_msg);  // 发布消息

        ros::spinOnce();  // 处理回调
        loop_rate.sleep();  // 按照设定频率休眠
    }

    return 0;
}

运行发布节点：

rosrun your_package_name your_executable_name

可以使用 rostopic echo /combined_topic 来查看发布的字符和数组数据。

参考

[1] ROS Topic
[2] chatGPT