ROS初学者教程(二)（官方教程精简）

1. msg 和 srv

简介
- msg：是文本文件，描述消息的字段，自动生成不同语言的源代码；
- srv：描述一个服务的请求与响应。

msg文件存放在软件包的msg目录下，srv文件则存放在srv目录下。msg字段可使用的类型为：

int8, int16, int32, int64 (以及 uint*)
float32, float64
string
time, duration
其他msg文件
variable-length array[] 和 fixed-length array[C]

ROS中还有一个特殊的数据类型：Header，它含有时间戳和ROS中广泛使用的坐标帧信息。在msg文件的第一行经常可以看到Header header。

msg使用流程
2.1 创建msg

$ roscd beginner_tutorials
$ mkdir msg
$ echo "int64 num" > msg/Num.msg

打开package.xml确保包含以下两行：

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

打开CMakeLists.txt，找到find_package，添加message_generation依赖项，改成如下所示：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  message_generation
)

找到add_message_files代码块，改成：

add_message_files(
 FILES
 Num.msg
)

确保generate_messages()函数被调用。找到generate_messages代码块，去掉注释。
2.2 使用消息
如果rosmsg可以识别生成的消息，说明msg创建没有问题。
$ rosmsg show [message type]
rosmsg可用命令：

  rosmsg show     Show message description
  rosmsg list     List all messages
  rosmsg md5      Display message md5sum
  rosmsg package  List messages in a package
  rosmsg packages List packages that contain messages

使用srv
3.1 创建srv
srv文件格式类似如下：
```
int64 A
int64 B
---
int64 Sum
```
我们可以从另外一个包中复制一个srv，使用：
$ roscp [package_name] [file_to_copy_path] [copy_path]
$ roscp rospy_tutorials AddTwoInts.srv srv/AddTwoInts.srv
类似于msg，srv也需要配置依赖message_generation等依赖。配置方式于上节类似。最后将add_service_files注释打开即可。
3.2 使用rossrv
如果srv创建成功，rossrv可以进行查看：
$ rossrv show <service type>

2. 简单的发布与订阅

2.1. 编写发布节点

$ roscd beginner_tutorials
$ mkdir src
$ cd src

创建talker.cpp文件并粘贴以下内容：

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

#include <sstream>

int main(int argc, char **argv)
{

  ros::init(argc, argv, "talker");
  ros::NodeHandle n;
  ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);

  ros::Rate loop_rate(10);
  int count = 0;
  while (ros::ok())
  {
    std_msgs::String msg;
    std::stringstream ss;
    ss << "hello world " << count;
    msg.data = ss.str();

    ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
    chatter_pub.publish(msg);

    ros::spinOnce();

    loop_rate.sleep();
    ++count;
  }


  return 0;
}

2.2 编写订阅节点
创建listener.cpp，粘贴以下内容：

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

void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
  ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char **argv)
{

  ros::init(argc, argv, "listener");

  ros::NodeHandle n;

  ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);
  
  ros::spin();

  return 0;
}

2.3 构建节点
在CMakeLists.txt文件中增加以下内容：

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

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

2.4 测试
运行发布者：
$ rosrun beginner_tutorials talker
运行订阅者：
$ rosrun beginner_tutorials listener

3. 简单服务与客户端

3.1 创建srv

$ roscd beginner_tutorials
mkdir srv

创建AddTwoNum.srv文件，并粘贴以下内容：

int64 A
int64 B
---
int64 Sum

CMakeLists.txt需进行以下修改：

为find_package调用添加message_generation依赖项；
将AddTwoNum.srv加入到add_service_files项中；
打开generate_messages项

编译并用rossrv查看srv是否生成成功。
3.2 编写服务节点代码
在beginner_tutorials包中创建src/add_two_ints_server.cpp文件并粘贴以下内容进去：

#include "ros/ros.h"
#include "beginner_tutorials/AddTwoInts.h"

bool add(beginner_tutorials::AddTwoInts::Request  &req,
         beginner_tutorials::AddTwoInts::Response &res)
{
  res.sum = req.a + req.b;
  ROS_INFO("request: x=%ld, y=%ld", (long int)req.a, (long int)req.b);
  ROS_INFO("sending back response: [%ld]", (long int)res.sum);
  return true;
}

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "add_two_ints_server");
  ros::NodeHandle n;

  ros::ServiceServer service = n.advertiseService("add_two_ints", add);
  ROS_INFO("Ready to add two ints.");
  ros::spin();

  return 0;
}

3.3 编写客户端代码
在beginner_tutorials包中创建src/add_two_ints_client.cpp文件并粘贴以下内容进去：

#include "ros/ros.h"
#include "beginner_tutorials/AddTwoInts.h"
#include <cstdlib>

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "add_two_ints_client");
  if (argc != 3)
  {
    ROS_INFO("usage: add_two_ints_client X Y");
    return 1;
  }

  ros::NodeHandle n;
  ros::ServiceClient client = n.serviceClient<beginner_tutorials::AddTwoInts>("add_two_ints");
  beginner_tutorials::AddTwoInts srv;
  srv.request.a = atoll(argv[1]);
  srv.request.b = atoll(argv[2]);
  if (client.call(srv))
  {
    ROS_INFO("Sum: %ld", (long int)srv.response.sum);
  }
  else
  {
    ROS_ERROR("Failed to call service add_two_ints");
    return 1;
  }

  return 0;
}

3.4 构建节点
在CMakeLists.txt中新增以下内容：

add_executable(add_two_ints_server src/add_two_ints_server.cpp)
target_link_libraries(add_two_ints_server ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(add_two_ints_server beginner_tutorials_gencpp)

add_executable(add_two_ints_client src/add_two_ints_client.cpp)
target_link_libraries(add_two_ints_client ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(add_two_ints_client beginner_tutorials_gencpp)