机器人操作系统入门（六）

时间：2019-02-25 17:03:38 阅读：264 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

参考资料：

https://www.icourse163.org/course/ISCAS-1002580008?tid=1003713012　　//中国大学MOOC

https://www.bilibili.com/video/av23401751　　//B站

《ROS操作系统入门讲义》PDF下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1OCja2WLDRnjYXMrpnZ3-sQ
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第六章 roscpp

一、ROS支持的客户端库和整体的包结构分布

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二、roscpp：位于/opt/ros/kinetic　　// #include<ros/ros.h>

1. 主要部分

（1）ros::init()：解析传入的ROS参数，创建node第一步需要用到的函数　　//可以为node命名

（2）ros::NodeHandle：和topic、service、param等交互的公共接口　　//类，需要创建句柄对象

（3）ros::master：包含从master查询信息的函数　　//命名空间，无需创建对象

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（4）ros::this_node：包含查询这个进程(node)的函数

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（5）ros::service：包含查询服务的函数

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（6）ros::param：包含查询参数服务器的函数，而不需要用到NodeHandle

（7）ros::names：包含处理ROS图资源名称的函数

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2. 按功能分类

Initialization and Shutdown 初始与关闭
Topics 话题
Services 服务
Parameter Server 参数服务器
Timers 定时器
NodeHandles 节点句柄
Callbacks and Spinning 回调和自旋（轮询）
Logging 日志
Names and Node Information 名称管理
Time 时钟
Exception 异常

三、节点初始化、关闭以及句柄NodeHandle

1. 初始化

（1）ros::init()：初始化节点的名称和其他信息

（2）ros::NodeHandle对象：节点句柄，用来创建Publisher、Subscriber等

注：句柄NodeHandle是对节点资源的描述，通过它对节点进行操作，如为程序提供服务、监听某个topic上的消息、访问和修改param等

2. 关闭节点

（1）终端输入"Ctrl + C"　　//自动触发SIGINT句柄关闭进程

（2）调用ros::shutdown()　　//手动关闭节点

注：常用执行流程如下　　// 启动节点+获取句柄

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3. NodeHandle类的常用成员函数　　// 类

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四、基于roscpp的topic通信

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（1）功能：自定义一个类型为gps的消息（包括位置x，y和工作状态state信息），一个node以一定频率发布模拟的gps消息，另一个node接收并处理，算出到原点的距离

（2）自定义gps.msg消息　　//类似于C语言中的结构体

string state　　#工作状态

float32 x　　#x坐标

float32 y　　#y坐标

（3）修改CMakeLists.txt和package.xml　　//编译自定义消息

CMakeLists.txt：

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package.xml：

　　<build_depend>message_generation</build_depend>

　　<run_depend>message_runtime</run_depend>

注：

回到工作空间编译完成后，会在devel路径下自动生成gps.msg对应的头文件，其中定义了topic_demo::gps类
通过 #include<topic_demo/gps.h>，使用自定义消息类型
topic_demo::gps mygpsmsg;
mygpsmsg.x = 1.6;
mygpsmsg.y = 5.5;
mygpsmsg.state = "working";

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（4）消息发布节点 talker.cpp　　//发布gps_info话题

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（5）消息订阅节点 listener.cpp

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注：

通过定义回调函数，为gps_info话题预先准备一个回调函数，接收到消息时被触发执行
回调函数作为参数被传入到了另一个函数中（在本例中传递的是函数指针），在未来某个时刻（当有新的message到达），就会立即执行

（6）修改CMakeList.txt

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（7）spin调用方式　　//多线程用于分别处理不同数据

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五、基于roscpp的service通信

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（1）自定义服务文件Greeting.srv

string name #短横线上边部分是服务请求的数据

int32 age

--- #短横线下面是服务回传的内容。

string feedback

注：相当于嵌套了请求和响应两个结构体

（2）修改CMakeList.txt：add_service_files(FILES Greeting.srv)

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通过#include <service_demo/Greeting.h>进行调用

service_demo::Greeting grt; //grt分为grt.request和grt.response两部分

grt.request.name = "HAN"; //不能用grt.name或者grt.age来访问

grt.request.age = "20";

（3）服务提供节点 server.cpp

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注：

服务的处理操作由handle_function()函数确定，输入参数为Greeting的Request和Response两部分，对对Requst数据进行需要的操作，将结果写入到Response中
返回值为bool值，用于判断服务是否调用成功　　//不输出Response

（4）服务请求节点 client.cpp

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注：CMakeList.txt和package.xml的修改和topic_demo类似

六、基于roscpp的参数服务器设置

（1）两种方式

ros::param命名空间
ros::NodeHandle节点句柄

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（2）实际项目中对参数的设置通常都不在程序中，而是利用launch文件　　//launch文件可以方便地修改参数，而写成代码之后，修改参数必须重新编译

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（3）命名空间对param的影响　　// ros::NodeHandle n; 和 ros::NodeHandle nh("~") 的区别

假设参数定义如下：

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那么 name_demo.cpp文件如下：

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输出：

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可见：

n为全局命名空间句柄，当访问节点私有命名空间内的参数时，需要添加节点名
nh为局部命名空间句柄，当访问全局命名空间的参数时，需要添加全局命名空间 /

七、时钟

（1）两种时间表示方法　　//均由秒和纳秒组成：int32 sec；int32 nsec

ros::Time　　//某个时刻，#include<ros/time.h>
ros::Duration　　//某个时段，#include<ros/duration.h>

用法示例：

ros::Time begin = ros::Time::now();　　//获取当前时间
ros::Time at_some_time1(5,20000000);　　//5.2s
ros::Time at_some_time2(5.2)　　//同上，重载了float类型和两个uint类型的构造函数
ros::Duration one_hour(60*60,0);　　//1h
double secs1 = at_some_time1.toSec();　　//将Time转为double型时间
double secs2 = one_hour.toSec();　　//将Duration转为double型时间

时刻Time和Duration时长之间存在加减运算：

ros::Time t1 = ros::Time::now() - ros::Duration(5.5);　　//t1是5.5s前的时刻，Time加减Duration返回都是Time
ros::Time t2 = ros::Time::now() + ros::Duration(3.3);　　//t2是当前时刻往后推3.3s的时刻
ros::Duration d1 = t2 - t1;　　//从t1到t2的时长，两个Time相减返回Duration类型
ros::Duration d2 = d1 -ros::Duration(0,300);　　//两个Duration相减，还是Duration

注：不存在Time+Time

（2）休眠功能sleep

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