《鸿蒙机器人编程》4-编写及编译ROS程序--教案.docxVIP

ROS星火计划 ROS通信及工作机制 NXROBOExBot

PAGE2

ROS通信及工作机制

上一讲中，主要讲解了ROS功能包系统依赖的管理、编译构建系统、工作空间的创建和叠加、功能包的创建及package.xml文件的规则。这一讲继续进行功能包的相关内容学习，主要从以下几方面进行：

? ROSnode的编写规则

? CMakeLists.txt文件规则

? 功能包的编译

至此我们已经了解了功能包文件结构及相关配置文件的规则，下面开始着手编写最简单的功能包代码。

ROS编程的一般流程

前面我们讲这个ROS编程呢一般是我们首先得给他创建这个工作空间，如果这个工作空间已经有了那就可以直接在这个工作空间里面来去做相应工作。然后就是创建这个ROS的功能包就可以去这个编写自己的代码了。

编程语言的选择

C++

作为编译类语言，运行时执行效率高，适合就算两较大的算法类程序。

C++作为ROS原生语言，基于roscpp，功能全面完整。

Python

作为解释型语言，执行效率低，一般不适合大型算法类程序，但其编码效率较高，修改程序方便，可快速成形和测试。

基于rospy，ROS有些功能没有pyhton接口。

编程工具选择

至于代码编辑器或IDE的选择，建议使用Vim或Eclipse。

Vim可以让你专注编码，而且有很多插件，实现代码补全、语法高亮、文件管理等功能，但如果没用过，上手需要一段时间，命令掌握不熟反而效率更低。

Eclipse交互界面更加为友好，有支持C++版本，使用PytDev插件实现支持Python。

ROS通信层中间件可以说是ROS系统的核心，我们之前介绍的ROS系统诸多特性与功能都基于此，我们这节课就要仔细讨论ROS通信中间件的原理与topic/service具体实现，为我们之后进一步理解ROS框架，使用ROS通信api打好基础。

之前介绍过，ROS的通信层设计是基于网络运输层tcp/udp协议，而最为重要的一点是，ROS的computationalgraph（计算图）概念。ROS的网络拓扑结构为p2p，节点间互相独立。下面进行ROS通信层中的术语解析。

ROSnode的基本结构

ROS核心函数和类

ros::init()初始化函数

ros::spin()事件循环函数

ros::spinOnce()单词事件函数

ros::start()启动函数

ros::shutdown()关闭函数

ros::NodeHandle()节点句柄类

ros::Publisher()发布器类

ros::Subscriber()订阅器类

ros::Rateloop_rate()循环速率类

node初始化——ros::init()

通过调用ros::init()函数来初始化node。此函数向ROS系统传递命令行参数、定义node名字及其它参数。?

在调用roscpp其它函数前必须先调用ros::init()，其函数原型为：

argc和argv：ROS解析命令行参数进行参数映射。参数映像语法为name:=new_name，如：

$rosrunbeginner_tutorialstestfoo:=/a/foo

具体请查阅RemappingArguments/RemappingArguments

如果手动指定这两个参数，那命令行参数就不能传送进来，可在此之前进行命令行参数的分析与处理。

name：定义node的名字，不能带命名空间，可通过映射参数覆盖。在ROS系统中要保证Node名字唯一，如果运行同名的node，先运行的node会自动关闭。如果想一个node能同时多实例运行，可以通过设置option为init_options::AnonymousName，当然通过参数映射同样能实现。

options：这个参数是可选项，是一个位结构体，所以可指定多个选项值，可设置的值有：

ros::init_options::NoSigintHandler?指定此参数将不创建SIGINT信号处理器。如果设置了此参数，为了使node能被正常关闭，需要自行创建SIGINT信号的处理器。SIGINT信号是UNIX系统用来结束进程的，一般由CTRL+C等方式触发。

ros::init_options::AnonymousName?指定此参数将在node名字后追加一个随机数，这样同一个node被多次运行时，每个实例名是唯一的。

ros::init_options::NoRosou?指定此参数将不把ros控制台的输出信息广播到/rosout这个topic上。

除了上面介绍的初始化函数，还有两种ros::init()的重载函数：

这两个重载函数将argc和argv替换成直接指定映像参数。

node启动——ros::NodeHandlenh

ro