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摘要： 节点（Node）是通过 ROS 图进行通信的可执行进程。
本文分享自华为云社区《 编写一个简单的发布者和订阅者 》，作者： MAVER1CK .
@[toc] 。
参考官方文档：Writing a simple publisher and subscriber (C++) 。
节点（Node）是通过 ROS 图进行通信的可执行进程。 在本教程中，节点将通过话题（Topic）以字符串消息的形式相互传递信息。 这里使用的例子是一个简单的“talker”和“listener”系统； 一个节点发布数据，另一个节点订阅该话题，以便它可以接收该数据。 可以在 此处 找到这些示例中使用的代码.
打开一个新的终端然后source你的ROS 2安装，以便ros2命令可以正常使用:
source /opt/ros/humble/setup.bash
回顾一下，包应该在src目录下创建，而不是在工作区的根目录下。因此，接下来，cd到ros2_ws/src，并运行包创建命令.
ros2 pkg create --build-type ament_cmake cpp_pubsub
你的终端将返回一条信息，验证你的cpp_pubsub包及其所有必要的文件和文件夹的创建.
cd到ros2_ws/src/cpp_pubsub/src。回顾一下，这是任何CMake包中包含可执行文件的源文件所在的目录.
下载示例代码:
wget -O publisher_member_function.cpp https:
//
raw.githubusercontent.com/ros2/examples/humble/rclcpp/topics/minimal_publisher/member_function.cpp
打开之后内容如下 。
#include <chrono>
#include
<functional>
#include
<memory>
#include
<
string
>
#include
"
rclcpp/rclcpp.hpp
"
#include
"
std_msgs/msg/string.hpp
"
using
namespace
std::chrono_literals;
/*
This example creates a subclass of Node and uses std::bind() to register a
* member function as a callback from the timer.
*/
class
MinimalPublisher :
public
rclcpp::Node
{
public
:
MinimalPublisher()
: Node(
"
minimal_publisher
"
), count_(
0
)
{
publisher_
=
this
->create_publisher<std_msgs::msg::String>(
"
topic
"
,
10
);
timer_
=
this
->
create_wall_timer(
500ms, std::bind(
&MinimalPublisher::timer_callback,
this
));
}
private
:
void
timer_callback()
{
auto message
=
std_msgs::msg::String();
message.data
=
"
Hello, world!
"
+ std::to_string(count_++
);
RCLCPP_INFO(
this
->get_logger(),
"
Publishing: '%s'
"
, message.data.c_str());
publisher_
->
publish(message);
}
rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
rclcpp::Publisher
<std_msgs::msg::String>
::SharedPtr publisher_;
size_t count_;
};
int
main(
int
argc,
char
*
argv[])
{
rclcpp::init(argc, argv);
rclcpp::spin(std::make_shared
<MinimalPublisher>
());
rclcpp::shutdown();
return
0
;
}
代码的顶部包括你将要使用的标准C++头文件。在标准C++头文件之后是rclcpp/rclcpp.hpp，它允许你使用ROS 2系统中最常见的部分。最后是std_msgs/msg/string.hpp，它包括你将用于发布数据的内置消息类型.
这些行代表节点的依赖关系。 回想一下，必须将依赖项添加到 package.xml 和 CMakeLists.txt，您将在下一节中执行此操作.
#include <chrono>
#include
<functional>
#include
<memory>
#include
<
string
>
#include
"
rclcpp/rclcpp.hpp
"
#include
"
std_msgs/msg/string.hpp
"
using
namespace
std::chrono_literals;
下一行通过继承rclcpp::Node创建节点类MinimalPublisher。代码中的每个this都是指的节点.
class
MinimalPublisher :
public
rclcpp::Node
公共构造函数将节点命名为 minimal_publisher 并将 count_ 初始化为 0。在构造函数内部，发布者使用 String 消息类型、话题名称为 topic 以及所需的队列大小，以便在发生备份时限制消息，进行初始化。 接下来，timer_ 被初始化，这导致 timer_callback 函数每秒执行两次.
public
:
MinimalPublisher()
: Node(
"
minimal_publisher
"
), count_(
0
)
{
publisher_
=
this
->create_publisher<std_msgs::msg::String>(
"
topic
"
,
10
);
timer_
=
this
->
create_wall_timer(
500ms, std::bind(
&MinimalPublisher::timer_callback,
this
));
}
timer_callback函数是设置消息数据和实际发布消息的地方。RCLCPP_INFO宏确保每个发布的消息都被打印到控制台.
private
:
void
timer_callback()
{
auto message
=
std_msgs::msg::String();
message.data
=
"
Hello, world!
"
+ std::to_string(count_++
);
RCLCPP_INFO(
this
->get_logger(),
"
Publishing: '%s'
"
, message.data.c_str());
publisher_
->
publish(message);
}
最后是定时器、发布者和计数器字段的声明.
rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
rclcpp::Publisher
<std_msgs::msg::String>
::SharedPtr publisher_;
size_t count_;
在 MinimalPublisher 类之后是 main，节点实际执行的地方。 rclcpp::init 初始化 ROS 2，rclcpp::spin 开始处理来自节点的数据，包括来自定时器的回调.
int
main(
int
argc,
char
*
argv[])
{
rclcpp::init(argc, argv);
rclcpp::spin(std::make_shared
<MinimalPublisher>
());
rclcpp::shutdown();
return
0
;
}
回到ros2_ws/src/cpp_pubsub目录，那里已经为你创建了CMakeLists.txt和package.xml文件.
打开 package.xml文件。正如上一个教程中提到的，确保填写<description>、<maintainer>和<license>标签.
<description>Examples of minimal publisher/subscriber
using
rclcpp</description>
<maintainer email=
"
you@email.com
"
>Your Name</maintainer>
<license>Apache License
2.0
</license>
在ament_cmake构建工具的依赖关系后增加一行，并粘贴以下与你的节点的include语句相对应的依赖关系.
<depend>rclcpp</depend>
<depend>std_msgs</depend>
这声明包在执行其代码时需要 rclcpp 和 std_msgs.
修改好后记得保存文件.
现在打开CMakeLists.txt文件。在现有的依赖关系find_package(ament_cmake REQUIRED)下面，添加几行:
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)
之后，添加可执行文件并将其命名为talker，这样你就可以用ros2 run来运行你的节点:
add_executable(talker src/
publisher_member_function.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)
最后，添加install(TARGETS...)部分，以便ros2 run能够找到你的可执行文件:
install(TARGETS
talker
DESTINATION lib
/${PROJECT_NAME})
你可以通过删除一些不必要的部分和注释来清理你的CMakeLists.txt，所以它看起来像这样:
cmake_minimum_required(VERSION
3.5
)
project(cpp_pubsub)
Default to C
++
14
if
(NOT CMAKE_CXX_STANDARD)
set
(CMAKE_CXX_STANDARD
14
)
endif()
if
(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES
"
Clang
"
)
add_compile_options(
-Wall -Wextra -
Wpedantic)
endif()
find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)
add_executable(talker src
/
publisher_member_function.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)
install(TARGETS
talker
DESTINATION lib
/
${PROJECT_NAME})
ament_package()
你现在可以 build 你的包，source local_setup.bash，然后运行它，但让我们先创建订阅者节点，这样你就可以看到一个完整工作的系统.
返回到ros2_ws/src/cpp_pubsub/src来创建下一个节点。在你的终端输入以下代码:
wget -O subscriber_member_function.cpp https:
//
raw.githubusercontent.com/ros2/examples/humble/rclcpp/topics/minimal_subscriber/member_function.cpp
在终端中输入ls，现在将返回:
publisher_member_function.cpp subscriber_member_function.cpp
打开subscriber_member_function.cpp文件:
#include <memory>
#include
"
rclcpp/rclcpp.hpp
"
#include
"
std_msgs/msg/string.hpp
"
using
std::placeholders::_1;
class
MinimalSubscriber :
public
rclcpp::Node
{
public
:
MinimalSubscriber()
: Node(
"
minimal_subscriber
"
)
{
subscription_
=
this
->create_subscription<std_msgs::msg::String>
(
"
topic
"
,
10
, std::bind(&MinimalSubscriber::topic_callback,
this
, _1));
}
private
:
void
topic_callback(
const
std_msgs::msg::String & msg)
const
{
RCLCPP_INFO(
this
->get_logger(),
"
I heard: '%s'
"
, msg.data.c_str());
}
rclcpp::Subscription
<std_msgs::msg::String>
::SharedPtr subscription_;
};
int
main(
int
argc,
char
*
argv[])
{
rclcpp::init(argc, argv);
rclcpp::spin(std::make_shared
<MinimalSubscriber>
());
rclcpp::shutdown();
return
0
;
}
订阅者节点的代码几乎与发布者的相同。现在节点被命名为minimal_subscriber，构造函数使用节点的create_subscription类来执行回调.
没有计时器，因为无论任何时候只要数据发送到topic话题，订阅者都会作出响应:
public
:
MinimalSubscriber()
: Node(
"
minimal_subscriber
"
)
{
subscription_
=
this
->create_subscription<std_msgs::msg::String>
(
"
topic
"
,
10
, std::bind(&MinimalSubscriber::topic_callback,
this
, _1));
}
在话题教程中已经知道，发布者和订阅者使用的话题名称和消息类型必须匹配，这样他们才能进行通信.
topic_callback函数接收通过话题发布的字符串消息数据，然后使用RCLCPP_INFO宏将内容输出到终端.
这个类中唯一的字段声明是订阅:
private
:
void
topic_callback(
const
std_msgs::msg::String & msg)
const
{
RCLCPP_INFO(
this
->get_logger(),
"
I heard: '%s'
"
, msg.data.c_str());
}
rclcpp::Subscription
<std_msgs::msg::String>::SharedPtr subscription_;
main函数是完全一样的，只是现在它spin了MinimalSubscriber节点。对于发布者节点来说，spin意味着启动定时器，但对于订阅者来说，它只是意味着准备在消息到来时接收它们.
由于这个节点与发布者节点有相同的依赖关系，所以没有什么新的东西需要添加到package.xml中.
你可能已经安装了rclcpp和std_msgs软件包作为你的ROS 2系统的一部分。在你的工作空间（ros2_ws）的根目录下运行rosdep是一个很好的做法，可以在构建之前检查是否有遗漏的依赖:
rosdep install -i --
from
-path src --rosdistro humble -y
然后构建软件包:
colcon build --packages-
select
cpp_pubsub
打开一个新的终端，cd到ros2_ws，然后source设置文件:
. install/setup.bash
现在运行 talker 节点:
ros2 run cpp_pubsub talker
终端应该开始每0.5秒发布一次信息，像这样:
[INFO] [minimal_publisher]: Publishing:
"
Hello World: 0
"
[INFO] [minimal_publisher]: Publishing:
"
Hello World: 1
"
[INFO] [minimal_publisher]: Publishing:
"
Hello World: 2
"
[INFO] [minimal_publisher]: Publishing:
"
Hello World: 3
"
[INFO] [minimal_publisher]: Publishing:
"
Hello World: 4
"
再打开一个新的终端，cd到ros2_ws，然后source设置文件:
. install/setup.bash
现在运行 listener 节点:
ros2 run cpp_pubsub listener
listener 将开始在终端打印消息，从发布者当时的消息计数开始，如下所示:
[INFO] [minimal_subscriber]: I heard:
"
Hello World: 10
"
[INFO] [minimal_subscriber]: I heard:
"
Hello World: 11
"
[INFO] [minimal_subscriber]: I heard:
"
Hello World: 12
"
[INFO] [minimal_subscriber]: I heard:
"
Hello World: 13
"
[INFO] [minimal_subscriber]: I heard:
"
Hello World: 14
"
在每个终端中按Ctrl+C来停止运行节点.
。
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最后此篇关于用C++编写一个简单的发布者和订阅者的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于用C++编写一个简单的发布者和订阅者的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。
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