【ROS】机械人开发四--ROS常用概念与Launch文件

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一、ROS常用概念

1.1 ROS 的结构

ROS 中有一些很重要的基础概念：节点，节点管理器，工作空间，功能包等，知道这些基础概念对后续的 ROS 的学习和理解会有很大的帮助。工作空间 和 功能包 上一节一节讲过了，这里讲一下节点 与 节点管理器。

• 节点（node）：在ROS机械人中，每一个功能由每一个结点实现，而每个 节点 则对应功能包中的 一个可执行文件。
• 节点管理器（master）：报告结点的注册信息，通过节点管理器，可以让节点和节点之间建立起联系。只有通过节点管理器注册，才能实现后续的节点间的通信。

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1.2 ROS 话题通信

话题通信是ROS节点中最常用的通信方式。

• 话题的概念（topic）：节点可以发布消息到话题，也可以从话题订阅消息，一个节点可以订阅和发布多个话题。
• 消息（message）：一个 ROS 数据类型，节点之间通过话题承载的消息来互相通信。

① 发布者
其部分C++实现代码如下：

代码意思是 创建一个名为“test_info_pub”的发布者，发布一个名为“/pub_name”的话题，话题的消息类型为“topic::type”,消息的队列长度为 20。在创建完发布者后，我们需要实体化发布者发送的数据类型。如下图所示：

创建消息数据后将数据以消息结构的形式发送出去，如下图所示：

② 订阅者
在发布者将消息发布出来之后，订阅者需要通过订阅话题去订阅发布者发布的信息，代码如下：

创建一个订阅者，订阅名为“/pub_name”的话题，队列长度20，注册回调函数“callback”。当接收到消息后调用回调函数进行处理接收的消息。如下图所示：

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1.3 海龟仿真器 仿真 例程

① 输入 roscore 启动 ROS
roscore 随后会启动 节点管理器，节点管理器负责 ros 的节点注册，参数服务器，话题通信管理等等。

book@100ask:~$ roscore

程序运行

② 重新打开一个命令窗口，输入命令 rostopic list 查看节点列表

rostopic list

可以看到 跟随 roscore 一起启动的 “/rosout” 和 “/rosout_agg” 两个系统话题

③ 使用 rosrun 命令运行一个节点

rosrun turtlesim turtlesim_node


可以看到出现了一个海龟

④ 再开一个命令窗口，输入控制海龟运动的节点。

rosrun turtlesim turtle_teleop_key

这时你就可以通过键盘的↑↓←→控制海龟运动了

⑤ 随后在打开一个命令窗口，输入 rostopic list 命令。

rostopic list

可以看到对比之前多了/turtle1/cmd_vel , /turtle1/color_sensor , /turtle1/pose，这三个话题。
其分别对应 键盘控制节点的话题通信、海龟仿真器的颜色话题、海龟的位姿话题。

⑥ 输入命令分别查看相应的话题内容，命令如下：

rostopic echo /turtle1/cmd_vel
rostopic echo /turtle1/color_sensor
rostopic echo /turtle1/pose

⑦ 输入命令查看当前运行的话题，以及显示该话题的发布者和订阅者。

rosrun rqt_graph rqt_graph

窗口内显示当前运行的话题，可以看到话题名是/turtle1/cmd_vel，话题的发布者是“/teleop_turtle”，
话题的订阅者是“/turtlesim”。

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二、Launch文件

2.1 功能

launch 路径下包含的是.launch 文件，launch 文件里面封装好了要运行的节点，写入的参数，加载的参数文件等等。

在前面运行海龟仿真器的例程时用到的都是 rosrun 命令，rosrun 命令每次只能运行一个节点，但是当运行一个机器人时要同时运行多个节点就需要用到 roslaunch 了，roslaunch 命令运行一个 launch 文件，一个 luanch 文件可以包多个节点。

文件的指令的结构是：

roslaunch 功能包名 launch文件名。

运行 roslaunch 命令时，会自动检测是否开启了 roscore，如果没有开启则自动开启 roscore。
其官方网址如下：
roslaunch

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2.2 文件语法

语法为标签语言，具体列表如下：

launch 文件中的根元素采用 标签定义，文件中的其他内容都必须包含在这个标签之中。如下：

 
……
……

1
2
3
4

启动 ROS 系统的核心是启动 ROS 节点，采用标签定义，用法如下：

启动一个节点至少需要三个属性：name、pkg 和 type。

• name:属性定义节点运行的名称，可自定义；
• pkg:属性定义节点所在的功能包名称；
• type:属性定义节点的可执行文件名称，也可以是.py 文件；

除了这三个标签属性外，另外还有一些其他的元素，例如：、。这两个的作用都是写入参数，但是

param 是 ROS 系统运行中的参数，存储在参数服务器中。在 launch 文件中可以通过标签加载 param。
launch 文件执行后，param 就加载到 ROS 的参数服务器上了。

arg 标签用来在 launch 文件中定义参数，arg 不储存在参数服务器中，不能提供给节点使用，只能在 launch 文件中使用。

标签的属性列表如下：

launch 文件夹里面还有一个 inculde 文件夹，这个文件夹主要是存放一些被其他 launch 文件调用的 launch 文件 。如下图所示：

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2.3 参数服务器

储存系统运行参数。使用命令和功能如下：

• rosparam list ： 列出参数服务器中的参数
• rosparam get ： 获取参数
• rosparam set ： 设置参数
• rosparam delete ： 删除参数
• rosparam load ： 从文件中加载参数到参数服务器
• rosparam dump ： 将参数服务器的参数写入文件

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2.4 节点分组与重命名标签

：

使用 ① 将若干个节点划分进同一个命名空间

... 

1
2
3

使用 ② 条件判断执行

... 

1
2
3

：

1

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到这里就结束啦！