ROS 自定义消息包开发教程与示例源码

资源摘要信息: "在ROS 中使用自定义 msg 消息示例源码" ROS（Robot Operating System）是一个灵活的框架，用于编写机器人软件。它为各种硬件平台提供了软件库和工具，以帮助软件开发人员创建复杂和多样化的机器人应用程序。自定义消息（msg）是ROS通信系统中一个非常重要的概念，它允许用户定义自己的数据类型，并在节点间进行传输。本篇内容将详细介绍如何在ROS中创建和使用自定义消息，并提供示例源码，帮助读者更好地理解和实践ROS中自定义消息的使用。 **知识点一：ROS 系统概述** ROS的核心是一个消息传递系统，它允许节点之间进行通信。节点是执行计算的单元，可能是处理传感器数据的程序、控制电机的程序，或者是执行其他任何类型的计算。ROS提供了大量的预定义消息类型，用户也可以创建自定义消息来满足特定的需求。 **知识点二：自定义消息（msg）的创建** 在ROS中创建自定义消息涉及到几个步骤。首先，你需要确定消息的结构。消息是通过文本文件定义的，这些文件位于.msg文件中。一个简单的自定义消息定义可能看起来像这样： ``` int32 num string name ``` 上述定义了一个包含整数和字符串的消息类型。 创建完消息定义文件后，需要使用ROS的`catkin_make`工具来编译自定义消息。`catkin_make`会检查消息定义，并生成相应的C++和Python代码，这些代码允许你创建、发布和订阅该类型的消息。 **知识点三：创建ROS包** 在创建自定义消息之前，你需要创建一个ROS包（package）。包是ROS软件组织的基本单位，它包含相关的代码、库文件、数据文件和元数据。使用`catkin_create_pkg`命令可以创建一个新的包，并包含所需依赖关系。 ``` catkin_create_pkg my_custom_msgs std_msgs rospy roscpp ``` 上述命令创建了一个名为`my_custom_msgs`的新包，并包含了`std_msgs`（标准消息）、`rospy`（Python客户端库）、和`roscpp`（C++客户端库）这三个依赖关系。 **知识点四：编译和使用自定义消息** 创建自定义消息包并定义了消息类型后，需要编译它们以便在ROS程序中使用。这可以通过在工作空间中运行`catkin_make`命令来完成。编译完成后，你的自定义消息就可以在ROS程序中使用了。 **知识点五：示例源码解读** 示例源码展示了如何在ROS程序中创建节点、发布消息和订阅消息。发布者节点会生成自定义消息并将其发送出去，而订阅者节点会监听特定的话题，接收消息并进行处理。 示例中的发布者节点代码可能如下所示： ```python #!/usr/bin/env python import rospy from my_custom_msgs.msg import MyCustomMsg def talker(): pub = rospy.Publisher('my_topic', MyCustomMsg, queue_size=10) rospy.init_node('my_custom_publisher', anonymous=True) rate = rospy.Rate(10) while not rospy.is_shutdown(): msg = MyCustomMsg() msg.num = 1 msg.name = "Hello ROS" rospy.loginfo(msg) pub.publish(msg) rate.sleep() if __name__ == '__main__': try: talker() except rospy.ROSInterruptException: pass ``` 而订阅者节点可能如下所示： ```python #!/usr/bin/env python import rospy from my_custom_msgs.msg import MyCustomMsg def callback(data): rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + "I heard %s", data.name) def listener(): rospy.init_node('my_custom_subscriber', anonymous=True) rospy.Subscriber('my_topic', MyCustomMsg, callback) rospy.spin() if __name__ == '__main__': listener() ``` 这些代码片段演示了如何在ROS中定义、发布和订阅自定义消息。通过这些基础的代码，开发人员可以学习如何在ROS系统中实现消息传递机制。 **知识点六：运行示例源码** 在编写和编译自定义消息包和源码后，可以通过ROS的`roscore`和`rosrun`命令运行节点。`roscore`启动ROS的核心程序，而`rosrun`启动特定的节点。例如： ``` roscore rosrun my_custom_msgs my_custom_publisher.py rosrun my_custom_msgs my_custom_subscriber.py ``` 通过上述命令，ROS系统开始运行，并且可以看到发布者和订阅者节点之间的通信。 总结来说，通过上述知识点的介绍和示例源码的运行，开发者可以掌握在ROS系统中创建和使用自定义消息的整个流程。这不仅涵盖了自定义消息的定义、包的创建和编译，还包括了如何发布和订阅消息。这些技能是进行ROS开发所不可或缺的。