【ROS】ros入门21讲（上）

导语：ROS(Robot Operating System)机器人操作系统，是一个适用于机器人的开源的操作系统，它用于编写机器人软件程序的一种具有高度灵活性的软件架构。它包含了大量工具软件、库代码和约定协议，旨在简化跨机器人平台创建复杂、鲁棒的机器人行为这一过程的难度与复杂度。

今日开启ROS学习之路。

ROS

一：安装ROS系统(linux):

我是在ubuntu16.04下安装的ROS Kinetic，安装教程可见官网: http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu.

二：ROS系统是否安装成功:

检验ros是否安装成功，可输入以下命令，三个命令分别在不同的终端输入。

//1.启动ROS Master
roscore
//2.启动小海龟仿真器
rosrun turtlesim turtlesim_node
//3.启动海龟键盘控制节点
rosrun turtlesim turtle_teleop_key

三：创建工作空间与功能包:

( 开始ROS之前的配置 )

3.1 创建工作空间

mkdir  ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src 
cd catkin_init_workspace

编译工作空间

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

设置环境变量

source devel/setup.bash

检查环境变量

echo $ROS_PACKAGE_PATH

3.2 创建功能包(begin)

语法：catkin_create_pkg<package_name>[depend1] [depend2] [depend3]**
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg test_pkg std_msgs rospy roscpp

编译功能包

cd ~/catkin_ws/
catkin_make
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

发布者，话题，订阅者，ROS master之间的关系

四:发布者Publisher的编程实现(C++)

4.1 如何实现一个发布者：
1.初始化ROS节点
2.向ROS master注册节点信息，包括发布的话题名和话题中的消息类型
3.创建消息数据
4.按照一定频率循环发布消息
velocity_publisher.cpp

4.2 配置发布者代码编译规则：
配置CMakeLists.txt中的编译规则：在learning_topic的CMakeLists.txt 中设置需要编译的代码和生成的可执行文件，设置链接库(velocity_publisher是.cpp的文件名即节点名字，放在##Install##上面)

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

4.3 编译并运行发布者：

cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash
roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
rosrun learning_topic velocity_publisher

source devel/setup.bash 可在.bashrc中配置好，source /home/xyh/catkin_ws/devel/setup.bash，之后可不再重复执行source命令。
发布者运行后，可在海龟终端界面看到海龟按照规划速度运动，即沿着圆周运动，并且在发布终端界面可以看到发布信息。

五:订阅者Subscriber的编程实现(C++)

5.1 如何实现一个订阅者：
1.初始化ROS节点
2.订阅需要的话题
3.循环等待话题消息，接收到消息后进入回调函数
4.在回调函数中完成消息处理
pose_subscriber.cpp

5.2 配置订阅者代码编译规则：
配置CMakeLists.txt中的编译规则同发布者

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

5.3 编译并运行订阅者：

cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash
roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
rosrun learning_topic pose_subscriber

订阅者运行后，可以在终端看到海龟的x,y的位置，但位置并没有变化，然后可以通过键盘(rosrun turtlesim turtle_teleop_key)控制海龟，可在终端看到x，y的位置变化。

六:话题消息的定义与使用

在创建新的数据类型之前，应该查看是否有满足的数据类型 rosmsg
6.1 定义msg文件； .在learning topic的目录下创建文件夹msg，再创建文件Person.msg 。
Person.msg

string name
uint8 sex
uint8 age
uint8 unknown=0
uint male = 1
uint female = 2

6.2 在package.xml中添加功能包依赖

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

6.3 在CMakeLists.txt添加编译选项

find_package(... message_generation)

add_message_files(FILES Person.msg)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)

catkin_package(... message_runtime)

6.4 编译生成语言相关文件（catkin工作空间的根目录下编译）
6.5 写publisher和subscriber的.cpp文件，按照上面的海龟步骤进行
Person_publusher.cpp和Person_subscriber.cpp
CMakeLists.txt中编译规则分别多一步

add_dependencies(Person_publusher ${PROJECT_NAME}_generate_message_cpp)
add_dependencies(Person_subscriber ${PROJECT_NAME}_generate_message_cpp)

运行：

catkin_make
roscore
rosrun learning_topic person_subscriber
rosrun learning_topic person_publisher