[C++知识库]二、话题通信原理，代码实现

1、通信原理

整个通信过程分为六步，0-4步采用RPC协议，5-6步采用TCP协议。此外，第一步和第二步不分先后，但由于talker注册需要花费时间，可能导致订阅者无法接收到前几条消息，可通过设置延迟进行解决。

0、talker注册

talker通过RPC协议向master注册节点信息：

• 话题名：bar
• RPC地址：1234

1、listener注册

listener通过RPC协议向master注册自身信息：

• 需要订阅的话题名：bar

2、ROS Master实现信息匹配

ROS Master根据注册表进行信息匹配，并通过RPC协议向listener发送talker的RPC地址

3、Listener向Talker发送连接请求

listener根据master提供的RPC地址，向talker发送连接请求：

• 订阅的话题名称
• 消息类型
• 通信协议（TCP/UDP）

4、Talker确认请求

talker接收到连接请求连接后，通过RPC协议向listener确认连接：

• TCP地址

5、建立连接

listener根据第四不的TCP地址建立连接，此时，如果ROS Master关闭，二者仍然可以建立连接

6、Talker向Listener发送信息

2、代码实现

1、C++版

1. 创建工作空间并编译

    mkdir -p workspace/src //创建工作空间
    cd workspace  //进入工作空间
    catkin_make  //编译，生成devel和build文件夹
   

2. 创建ROS包并添加依赖

   cd src
   catkin_creat_pkg 功能包名 roscpp rospy std_msgs
   

3. C++源码实现

   //1.包含头文件
   #include "ros/ros.h"
   #include "std_msgs/String.h"//用于定义传递信息类型
   #include <sstream>
   
   int main(int argc, char *argv[]){
   
       setlocale(LC_ALL,"");//防止乱码
   
       //2.节点初始化
       //前两个参数用来传递信息，后面哪个为节点名称，在rqt_graph标识唯一
       ros::init(argc,argv,"talker");
   
       //3.创建节点句柄
       ros::NodeHandle nh;
   
       //4.创建发布对象
       //第一个参数为发布的话题，第二个参数为最大保存的消息数，超出时，最早进入的消息会被删除
       ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("chatter",10);
   
       //5.组织被发布的数据
       std_msgs::String msg;//创建要发布的数据
       std::string msg_front = "hello 您好！";
       int count = 0;
       ros::Rate r(1);//设置数据发布速率
       while(ros::ok()){
           std::stringstream ss;
           ss << msg_front << count;
           msg.data = ss.str();
           pub.publish(msg);//发布消息
           ROS_INFO("发送的消息：%s",msg.data.c_str());
           r.sleep();
           count++;
           ros::spinOnce();
       }
   
       return 0;
   }
   

   //1.包含头文件
   #include "ros/ros.h"
   #include "std_msgs/String.h"
   
   void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr&msg_p){
       ROS_INFO("我听见：%s",msg_p->data.c_str());
   }
   
   int main(int argc, char *argv[]){
       
       setlocale(LC_ALL,"");
   
       //2.初始化节点
       ros::init(argc,argv,"listener");
   
       //3.创建ROS句柄
       ros::NodeHandle nh;
   
       //4.实例化订阅对象，包括话题名称，消息长度，回调函数
       ros::Subscriber sub = nh.subscribe<std_msgs::String>("chatter",10,doMsg);
       
       //5.处理订阅的消息
       //6.设置循环调用回调函数
       ros::spin();
       return 0;
   }
   

4. 配置文件并编译

   add_executable(Hello_pub
   src/Hello_pub.cpp
   )
   add_executable(Hello_sub
   src/Hello_sub.cpp
   )
   
   target_link_libraries(Hello_pub
   ${catkin_LIBRARIES}
   )
   target_link_libraries(Hello_sub
   ${catkin_LIBRARIES}
   )
   

5. 编译并运行

   cd 工作空间
   catkin_make
   roscore
   cd 工作空间
   source ./devel/setup.bash
   rosrun 包名 节点名
   

2、Python版

1. 创建sripts文件夹
2. 代码实现

   #! /usr/bin/env python
   
   #1.导包
   import rospy
   from std_msgs.msg import String #定义数据类型的包
   
   if __name__ == "__main__":
       #2.初始化ROS节点
       rospy.init_node("talker_p")#节点名称唯一，否则会报错
       #3.实例化发布者对象
       pub = rospy.Publisher("chatter_p",String,queue_size=10)
       #4.组织发布数据
       msg = String()
       msg_font = "hello python"
       count = 0
       #设置循环频率
       rate = rospy.Rate(10)
       while not rospy.is_shutdown():
           msg.data = msg_font + str(count)
           pub.publish(msg)
           rate.sleep()
           rospy.loginfo("data:%s",msg.data)
           count += 1
   

    #! /usr/bin/env python
   
    #1.导包
    import rospy
    from std_msgs.msg import String
   
    def doMsg(msg):
        rospy.loginfo("我听见：%s",msg.data)
   
    if __name__ == "__main__":
        #2.初始化ROS节点
        rospy.init_node("listener_p")
        #3.实例化订阅者
        sub = rospy.Subscriber("chatter",String,doMsg,queue_size=10)
        #4.处理订阅的消息
        #5.设置循环调用回调函数
        rospy.spin()
   

3. 配置Cmakelists.txt文件

   catkin_install_python(PROGRAMS
   scripts/talker_p.py
   scripts/listener_p.py
   DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
   )
   

4. 运行代码

   cd 工作空间
   catkin_make
   roscore
   source devel/setup.bash
   rosrun 包名 .py
   

开发者涨薪指南

48位大咖的思考法则、工作方式、逻辑体系