ROS2下使用Python自定义消息详细过程

自定义消息是在ROS2中传递数据的重要方式之一，可以根据自己的需求自定义消息类型。下面是在ROS2下使用Python自定义消息的详细过程：

1. 创建自定义消息文件

在ROS2中，自定义消息类型以.msg文件的形式存在，需要先创建一个自定义消息文件，例如：

# Example.msg

int32 id
string name
float32 score

其中，每一行都代表一个字段，第一个字段表示字段类型，第二个字段表示字段名称。

2. 生成消息代码

在创建好自定义消息文件后，需要使用ROS2自带的工具来生成消息代码。打开终端，进入工作空间，执行以下命令：

ros2 msg create <package_name> <msg_name>

其中，`<package_name>`表示自定义消息所在的包名，`<msg_name>`表示自定义消息的名称。例如：

ros2 msg create my_package Example

执行完该命令后，ROS2会自动生成Example.msg文件对应的Python代码，存放在`my_package/msg`目录下。

3. 编辑自动生成的代码

生成的代码包含一个类，类名与自定义消息文件名相同。在类的定义中，ROS2为每个字段生成了getter和setter方法，可以通过调用这些方法来设置和获取字段的值。例如：

class Example:
    def __init__(self):
        self.id = 0
        self.name = ''
        self.score = 0.0

    def __str__(self):
        return 'id:{} name:{} score:{}'.format(self.id, self.name, self.score)

    def serialize(self, buff):
        # 将消息序列化为二进制数据
        pass

    def deserialize(self, buff):
        # 从二进制数据中反序列化消息
        pass

    def get_size(self):
        # 返回消息序列化后的大小
        pass

    def get_fields(self):
        # 返回消息的字段
        return {'id': 'int32', 'name': 'string', 'score': 'float32'}

    def set_fields(self, values):
        # 设置消息的字段值
        if 'id' in values:
            self.id = values['id']
        if 'name' in values:
            self.name = values['name']
        if 'score' in values:
            self.score = values['score']

    def to_dict(self):
        # 将消息转换为字典形式
        return {'id': self.id, 'name': self.name, 'score': self.score}

    def from_dict(self, values):
        # 从字典形式中设置字段值
        if 'id' in values:
            self.id = values['id']
        if 'name' in values:
            self.name = values['name']
        if 'score' in values:
            self.score = values['score']

可以根据需要对自动生成的代码进行修改。

4. 使用自定义消息

在代码中使用自定义消息与使用ROS2提供的标准消息类似。需要导入自定义消息所在的包，然后创建自定义消息对象并设置字段值，最后将消息发布到ROS2网络中。例如：

from my_package.msg import Example
import rclpy

def main():
    rclpy.init()

    node = rclpy.create_node('my_node')
    publisher = node.create_publisher(Example, 'my_topic')

    msg = Example()
    msg.id = 1
    msg.name = 'Tom'
    msg.score = 90.5

    publisher.publish(msg)

    rclpy.spin(node)

    node.destroy_node()
    rclpy.shutdown()

if __name__ == '__main__':
    main()

可以看到，使用自定义消息与使用ROS2提供的标准消息基本相同，只需要将自定义消息类作为参数传递给Node的create_publisher()方法即可。

总结

自定义消息是ROS2中传递数据的重要方式之一，可以根据自己的需求灵活定义消息类型。使用Python自定义消息的过程与使用ROS2提供的标准消息类似，只需要创建自定义消息文件并生成Python代码，然后在代码中使用自定义消息即可。