ROS机器人开发实践学习笔记3

　　摘要: 刚刚开始学习ROS，打算入机器人的坑了，参考教材是《ROS及其人开发实践》胡春旭编著 机械工业出版社 华章科技出品。本来以为可以按照书上的步骤一步步来，但是，too young to simple啊，程序员的苦逼日子开始了，特地记录如下。

　　今天居然发现，不是linux没有安装成功，只是没有办法找到boot/efi下的引导文件，充分利用Manjaro • 18.1.0-rc6的u盘启动选项detect  efi功能就可以实现U盘引导硬盘上的系统的功能了，也不错，居然还有这样操作哈哈。

　　一、创建并配置工作空间(workspace)

　　工作空间是存放工程开发相关文件的文件夹，现在较新版本的ROS默认使用catkin编译系统，该编译系统的空间比较特殊，所以需要特殊的方式创建。

　　1、创建工作空间

　　　　mkdir -p  ~/catkin_ws/src  　　　　　　　　　　　　　　　　　　#在home目录下创建两级目录，先创建catkin目录，再创建src目录，必须使用-p选项

　　　　cd  ~/catkin_ws/src　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 #切换到src目录

　　　　catkin_init_workspace  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 #初始化工作空间

　　2、编译工作空间，此时工作空间为空，经过编译会生成很多文件，严格来说是迁移来很多文件

　　　　cd   ~/catkin_ws/

　　　　catkin_make　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#catkin自己的编译命令

　　3、初始化环境变量，使环境变量生效

　　　　source   devel/setup.bash 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 #其实就是运行编译生成的devel目录下的setup.bash文件

　　4、验证环境变量是否有效

　　　　echo   $ROS_PACKAGE_PATH 　　　　　　　　　　　　　　　　　#打印当前工作空间的路径，结果如下：，包括刚刚创建的工作空间的目录就对了，否则，要好好找找原因了。

municationk@developk:~/catkin_ws$ echo $ROS_PACKAGE_PATH
/home/municationk/catkin_ws/src:/opt/ros/melodic/share

　　二、在工作空间创建功能包，ROS系统的实现主要靠功能包实现各个功能

　　功能包中包含了许多文件和配置信息及编译信息等，现在较新版本的ROS默认使用catkin编译系统，该编译系统对功能包要求比较特殊，所以需要特殊的方式创建。

　　1、创建功能包，应用catkin_create_pkg命令

　　　    cd  ~/catkin_ws/src　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 #切换到代码空间，也就是工作空间的src目录

　　　　catkin_create_pkg  learning_com  std_msgs  rospy   roscpp  　　 #创建功能包，并指定有三个功能包依赖

　　2、再次编译工作空间，并设置环境变量

　　　　cd   ~/catkin_ws/

　　　　catkin_make　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#编译

　　　　source   devel/setup.bash 　　　　　　　　　　　　　　　　　　#设置环境变量

　　三、在工作空间创建功能包，实现一个简单的发布、订阅程序：主要是添加两个cpp源码talker.cpp和listener.cpp，修改一个编译配置文件CMakeList.txt，修改一个功能包配置文件package.xml文件

　　1、talker.cpp在工作空间的代码空间的功能包的代码空间中，本文中为：~/catkin_ws/src/learning_com/src/目录中，内容

   /**
  2  * 该例程将发布chatter话题，消息类型String
  3  */

   #include <sstream>
   #include "ros/ros.h"
   #include "std_msgs/String.h"

   int main(int argc, char **argv)
  {
      // ROS节点初始化
      ros::init(argc, argv, "talker");

      // 创建节点句柄
      ros::NodeHandle n;

      // 创建一个Publisher，发布名为chatter的topic，消息类型为std_msgs::String
      ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", );      

      // 设置循环的频率
      ros::Rate loop_rate();

      int count = ;
      while (ros::ok())
      {
          // 初始化std_msgs::String类型的消息
          std_msgs::String msg;
          std::stringstream ss;
          ss << "hello world " << count;
          msg.data = ss.str();

          // 发布消息
          ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
          chatter_pub.publish(msg);

          // 循环等待回调函数
          ros::spinOnce();

          // 按照循环频率延时
          loop_rate.sleep();
          ++count;
      }

      return ;
  }

　　2、listener.cpp在工作空间的代码空间的功能包的代码空间中，本文中为：~/catkin_ws/src/learning_com/src/目录中，内容

   /**
  2  * 该例程将订阅chatter话题，消息类型String
  3  */

   #include "ros/ros.h"
   #include "std_msgs/String.h"

   // 接收到订阅的消息后，会进入消息回调函数
   void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
  {
      // 将接收到的消息打印出来
      ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
  }

  int main(int argc, char **argv)
  {
      // 初始化ROS节点
      ros::init(argc, argv, "listener");

      // 创建节点句柄
      ros::NodeHandle n;

      // 创建一个Subscriber，订阅名为chatter的topic，注册回调函数chatterCallback
      ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", , chatterCallback);

      // 循环等待回调函数
      ros::spin();

      return ;
  }

　　3、CMakeList.txt在工作空间的代码空间的功能包的代码空间中，本文中为：~/catkin_ws/src/learning_com/目录中，内容

   cmake_minimum_required(VERSION 2.8.)
   project(learning_com)

   ## Compile as C++, supported in ROS Kinetic and newer
   # add_compile_options(-std=c++)

   ## Find catkin macros and libraries
   ## if COMPONENTS list like find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS xyz)
   ## is used, also find other catkin packages
  find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
    roscpp
    rospy
    std_msgs
  )

  ## Specify additional locations of header files
  ## Your package locations should be listed before other locations
  include_directories(
    include
    ${catkin_INCLUDE_DIRS}
  )

  ## Declare a C++ library
  # add_library(${PROJECT_NAME}
  #   src/${PROJECT_NAME}/learning_communication.cpp
  # )

  add_executable(talker src/talker.cpp)
  target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})
  add_dependencies(talker ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

  add_executable(listener src/listener.cpp)
  target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})
  add_dependencies(talker ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

  ## Mark other files for installation (e.g. launch and bag files, etc.)
  # install(FILES
  #   # myfile1
  #   # myfile2
  #   DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_SHARE_DESTINATION}
  # )

  #############
  ## Testing ##
  #############

  ## Add gtest based cpp test target and link libraries
  # catkin_add_gtest(${PROJECT_NAME}-test test/test_learning_communication.cpp)
  # if(TARGET ${PROJECT_NAME}-test)
  #   target_link_libraries(${PROJECT_NAME}-test ${PROJECT_NAME})
  # endif()

  ## Add folders to be run by python nosetests
  # catkin_add_nosetests(test)
~                                                   

　　实际的内容更多，只需要关注：1，2，10～14，18～21，28～34这些行就够了

　　4、package.xml在工作空间的代码空间的功能包的代码空间中，本文中为：~/catkin_ws/src/learning_com/目录中，内容

  1 <?xml version="1.0"?>
  2 <package format="2">
  3   <name>learning_com</name>
  4   <version>0.0.0</version>
  5   <description>The learning_communication package</description>
  6
  7   <maintainer email="municationk@todo.todo">municationk</maintainer>
  8
  9   <license>TODO</license>
 10
 11   <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
 12   <build_depend>roscpp</build_depend>
 13   <build_depend>rospy</build_depend>
 14   <build_depend>std_msgs</build_depend>
 15   <build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
 16   <build_export_depend>rospy</build_export_depend>
 17   <build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>
 18   <exec_depend>roscpp</exec_depend>
 19   <exec_depend>rospy</exec_depend>
 20   <exec_depend>std_msgs</exec_depend>
 21
 22   <export>
 23     <!-- Other tools can request additional information be placed here -->
 24
 25   </export>
 26 </package>  

　　同上，内容比较多，有用就这些就够了。

　　5、编译功能包，并设置环境变量

　　　　cd   ~/catkin_ws/

　　　　catkin_make　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#编译

　　　　source   devel/setup.bash 　　　　　　　　　　　　　　　　　　#设置环境变量

　　测试，打开三个终端，在第一终端输入：roscore，第二个终端输入：rosrun  learning_com talker   第三个终端输入：rosrun  learning_com listener

　　在第一终端输入：roscore，

　　

municationk@developk:~/catkin_ws$ roscore
... logging to /home/municationk/.ros/log/41d00338-b742-11e9-bb4a-d39af2b318a5/roslaunch-developk-.log
Checking log directory for disk usage. This may take awhile.
Press Ctrl-C to interrupt
Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

started roslaunch server http://developk:45561/
ros_comm version 1.14.

SUMMARY
========

PARAMETERS
 * /rosdistro: melodic
 * /rosversion: 1.14.

NODES

auto-starting new master
process[master]: started with pid []
ROS_MASTER_URI=http://developk:11311/

setting /run_id to 41d00338-b742-11e9-bb4a-d39af2b318a5
process[rosout-]: started with pid []
started core service [/rosout]

　　第二个终端输入：rosrun  learning_com talker

municationk@developk:~/catkin_ws$ rosrun learning_com talker
[ INFO] [1564988563.784974961]: hello world
[ INFO] [1564988563.885031740]: hello world
[ INFO] [1564988563.985024808]: hello world
[ INFO] [1564988564.085013935]: hello world
[ INFO] [1564988564.185028269]: hello world
[ INFO] [1564988564.285029076]: hello world
[ INFO] [1564988564.385029776]: hello world
[ INFO] [1564988564.485037478]: hello world
[ INFO] [1564988564.585027521]: hello world
[ INFO] [1564988564.685035509]: hello world
[ INFO] [1564988564.785033638]: hello world
[ INFO] [1564988564.885032052]: hello world
[ INFO] [1564988564.985045949]: hello world
[ INFO] [1564988565.085036609]: hello world
[ INFO] [1564988565.185046211]: hello world
[ INFO] [1564988565.285035685]: hello world
[ INFO] [1564988565.385040617]: hello world
[ INFO] [1564988565.485035166]: hello world
[ INFO] [1564988565.585033846]: hello world
[ INFO] [1564988565.685045276]: hello world
[ INFO] [1564988565.785045671]: hello world
[ INFO] [1564988565.885033669]: hello world
[ INFO] [1564988565.985047584]: hello world
[ INFO] [1564988566.085030408]: hello world
[ INFO] [1564988566.185034201]: hello world
[ INFO] [1564988566.285026831]: hello world
[ INFO] [1564988566.385031470]: hello world
[ INFO] [1564988566.485012264]: hello world
[ INFO] [1564988566.585025410]: hello world 

　　第三个终端输入：rosrun  learning_com listener

municationk@developk:~/catkin_ws$ rosrun learning_com listener
[ INFO] [1564988569.085433644]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.185483579]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.285412983]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.385413951]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.485403072]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.585392842]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.685406999]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.785430346]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.885437192]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988569.985383334]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.085448900]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.185430490]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.285360554]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.385351604]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.485397283]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.585397681]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.685402230]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.785393468]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.885363100]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988570.985392078]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.085475920]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.185429095]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.285393208]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.385433165]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.485432988]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.585488144]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.685395075]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.785379391]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.885424095]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988571.985416266]: I heard: [hello world ]

　　当在第二个终端中使用ctrl+c将程序中talker的publisher退出：

[ INFO] [1564988684.485031189]: hello world
[ INFO] [1564988684.585041383]: hello world
[ INFO] [1564988684.685035838]: hello world
[ INFO] [1564988684.785028755]: hello world
[ INFO] [1564988684.885037794]: hello world
[ INFO] [1564988684.985037237]: hello world
[ INFO] [1564988685.085037514]: hello world
[ INFO] [1564988685.185037370]: hello world
[ INFO] [1564988685.285035278]: hello world
[ INFO] [1564988685.385038330]: hello world
[ INFO] [1564988685.485038069]: hello world
[ INFO] [1564988685.585033289]: hello world
[ INFO] [1564988685.685036926]: hello world
[ INFO] [1564988685.785037248]: hello world
[ INFO] [1564988685.885031570]: hello world
[ INFO] [1564988685.985032773]: hello world
[ INFO] [1564988686.085030804]: hello world
[ INFO] [1564988686.185031407]: hello world
[ INFO] [1564988686.285031990]: hello world
[ INFO] [1564988686.385032176]: hello world
[ INFO] [1564988686.485039157]: hello world
[ INFO] [1564988686.585043363]: hello world
[ INFO] [1564988686.685048856]: hello world
[ INFO] [1564988686.785040098]: hello world
[ INFO] [1564988686.885051605]: hello world
^C[ INFO] [1564988686.985104558]: hello world
municationk@developk:~/catkin_ws$ 

　　第三个终端中的lisenter的subscriber也无法接受数据：

[ INFO] [1564988683.685365358]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988683.785432435]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988683.885411699]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988683.985359765]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.085305814]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.185308442]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.285348116]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.385234823]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.485375722]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.585385628]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.685397073]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.785395362]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.885395528]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988684.985422434]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.085454179]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.185441077]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.285378556]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.385396991]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.485434675]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.585420842]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.685352301]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.785442642]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.885395217]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988685.985383329]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.085378470]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.185359547]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.285419784]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.385437478]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.485451254]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.585436616]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.685407657]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.785376388]: I heard: [hello world ]
[ INFO] [1564988686.885540877]: I heard: [hello world ]

　　正好符合了通信中的，有发送才有接收，发送中断了，接受不到数据了，自然就停下了。ROS中的话题通信主要依赖roccore，因此，无论是先运行终端2或终端3都无所谓，但是，一定要先运行终端1的命令。