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NO.14 關于ROS2的第一個程式

零蝕

這應該也會很困擾一些沒有過ros開發，又想直接ros2開始的人吧

開啟第一個ros2程式

  • 從環境搭建開始

    • 如果沒有經曆過ros的開發，在macos上開發ros2你可能會很淩亂，這些都是啥，到底該怎麼開發，用什麼ide，怎麼做才能讓開發變得簡潔。當有ros開發經驗後，你會發現其實我們要做的内容和之前大緻一樣（官網上啥都沒說，隻是說你打開你喜歡的編輯文本，現在能用文本編輯c++和python代碼）。
    • 如果沒有ros開發和安裝經驗的話，可以先去看一下我的關于ros安裝和第一個程式

    [ 🔗 NO.1 Ros 安裝&介紹 ]

    [ 🔗 NO.2 Ros 第一個程式(cpp & py)]。

    ~/ros2/install/setup.bash
~/ros2/ros2-osx/setup.bash
    • 然後我們建立我們包，在src的路徑下，這裡和ros就大不同了，ros感覺比較雜揉，它裡面是cpp和python在一起開發（我之前用的是clion），項目裡有個頂層CmakeLists來管理項目，c++可能需要用到catkin cmake來重新建構項目，但是如果在裡面編輯python代碼，完全是不必要的，是以這就很亂，而且，python和c++可以編輯相同的功能，就會顯得沒必要在一起混合開發，用某一個語言不就可以了？，當然ros2網上還闡述了很多優點（對标ros）。然後ros2 就被拆開了，python做python項目，c++做c++項目，這裡的build-type就是限定做的項目類型，但不能将兩個項目類型放在一起。

      . install/local_setup.bash

       是将目前的運作環境設定為ros的專屬環境。 
    cd ~/ws/src 
#cpp
ros2 pkg create --build-type ament_cmake <package_name>
ros2 pkg create --build-type ament_cmake --node-name my_node my_package
#python
ros2 pkg create --build-type ament_python <package_name>
ros2 pkg create --build-type ament_python --node-name my_node my_package

# 建構
cd ~/ws
colcon build
colcon build --packages-select my_package

 # 将軟體包添加到目前路徑的環境中
. install/local_setup.bash
    • 然後就是如何編輯代碼，如果你是沒有開發過ros，大機率是輕按兩下clion或者pycharm,但是打開你會發現，clion不能解析CmakeLists檔案，pycharm也不能

      import rclpy

       （這個等同于ros中的rospy，ros的python庫）。項目在建構的時候就找不到ros2的運作庫，哪怕你将python位址改成ros2安裝的[email protected]也不行。
    • 回想ros不難發現，ros開發（基于ubuntu的linux）它是将項目在ros的運作環境下打開的，比如

      sh clion.sh

       ,它是在ros的運作環境中打開了軟體的shell運作腳本，是以ros2必然也是這樣，在尋找中我發現了如下兩個執行檔案，在合理的猜測下解決了編譯器的問題 
    # cpp 和ros一樣是打開CmakeLists檔案
/Applications/Clion.app/Contents/MacOS/clion
# python 
/Applications/PyCharm.app/Contents/MacOS/pycharm
    • 然後我們先看一下clion，運作後是這樣當我們打開了clion之後open項目，選擇我們cpp項目的頂層CMakelists之後，我們可以看到Cmake （Debug）建構完成，表示項目已經建構成功。反之如果出現報錯，則是不是ros環境中打開，導緻找不到調用的庫。
    NO.14 關于ROS2的第一個程式
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    • 然後我們看一下python，python開發就簡單許多了，因為完全用不到頂層CMakeLists是以我們不需要以項目的形式打開某個檔案，直接用PyCharm正常打開項目就行，如果導入rclpy沒有報錯，說明打開成功，反之沒有在環境中打開項目。
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    • 項目建立就到這，這些都是官網甚至外網都沒解決的問題，其實也就是舉一反三的事，并沒什麼，但沒必要在這方面浪費時間，最後來看一下運作項目，作為一個有折騰過ros經驗的人，能清楚的知道，我們不能在IDE圖示上點選運作，因為這樣是錯的，很多東西不會在環境中生效，是以老規矩，指令行（以python項目為例）：
    NO.14 關于ROS2的第一個程式

小知識點

  • launch

    • launch的功能是為了一次性開啟多個node，因為我們可能編輯了很多node，為了友善同時開啟，ros是加入了launch這個啟動項，ros中launch 是在項目下的 launch檔案夾中進行編寫，而ros2項目進行了拆分，是以launch是在項目之外建立的。這裡我是在ros_ws目錄下建構的。然後重點是我運作官網的案例報錯了，經過認真比對錯誤日志，我發現，官網的寫法在我這是有問題的，如果想運作多個node的正确寫法應該如下： 
    rom launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
    return LaunchDescription([
        Node(
            package='turtlesim',
	    	node_executable='turtlesim_node',
            name='sim1'
        ),
        Node(
            package='turtlesim',
	    	node_executable='turtlesim_node',
            name='sim2'
        )
    ])
           
    ros2 launch turtlesim_minic_test_launch.py
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    • 為了更好了解節點之間的關系，我們可以使用rqt_graph
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    • 檢視ros2的日志消息使用rqt_console 
    ros2 run rqt_console rqt_console
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    • 展示所有的topic

      ros2 topic list

       ,如果想知道topic所攜帶message的類型可使用

      ros2 topic list -t
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ROS2 開發

  • topic開發（Python）

    • topic就是一個消息池，功能和UDP類似。代碼如下： 
    # publish
import rclpy
from rclpy.node import Node
from std_msgs.msg import String
import time


def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    # 建構一個node
    node = Node("my_demo_publish")
    # 建構一個publish
    publish = node.create_publisher(String, 'my_topic', 100)

    for i in range(0, 9):
        content = String()
        content.data = "消息的index："+str(i)
        publish.publish(content)
        node.get_logger().info('Publishing: "%s"' % content.data)
        time.sleep(1)

    rclpy.spin(node)


if __name__ == '__main__':
    main()
    
# Subscribe
import rclpy
from rclpy.node import Node
from std_msgs.msg import String

node = None


# 監聽的回調函數
def call_bask(msg):
    node.get_logger().info('Publishing: "%s"' % msg.data)


def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    # 建構一個node
    global node
    node = Node("my_demo_subscribe")
    # 建構一個subscribe
    subscribe = node.create_subscription(String, 'my_topic', call_bask, 100)
    rclpy.spin(node)


if __name__ == '__main__':
    main()
    • 檔案名分别對應publish–>py_my_demo,subscribe–>py_my_demo1,然後我們将其建構到我們的build裡面去。首先我們要在setup.py中添加我們node， 
    entry_points={
    'console_scripts': [
        'py_my_demo = py_demo.py_my_demo:main',
        'py_my_demo1 = py_demo.py_my_demo1:main'
    ],
},
    • 然後建構項目 
    colcon build --packages-select py_demo
ros2 run  py_demo py_my_demo1
ros2 run py_demo py_my_demo
    • 輸出内容👌 
    # publish
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：0"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：1"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：2"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：3"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：4"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：5"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：6"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：7"
[INFO] [my_demo_publish]: Publishing: "消息的index：8"
# subscribe
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：0"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：1"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：2"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：3"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：4"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：5"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：6"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：7"
[INFO] [my_demo_subscribe]: Publishing: "消息的index：8"

  • topic開發（Cpp）

    • 在開發c++的功能時候需要先在CMakeLists中導入對應的庫
    NO.14 關于ROS2的第一個程式
    • 然後我們看一下cpp的代碼實作。官網上都是以類的形式，我覺得沒必要，我這都簡化了。
    NO.14 關于ROS2的第一個程式
    // publish
#include <cstdio>
#include <chrono>
#include <memory>
#include <iostream>

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"

using  namespace std;



int main(int argc, char **argv) {
    rclcpp::init(argc,argv);
    //建立一個publish
    auto node = rclcpp::Node::make_shared("cpp_demo_publisher");

    //建構推送
    auto publisher=node->create_publisher<std_msgs::msg::String>("my_topic",10);
    auto message = std_msgs::msg::String();

    //1s内執行的速度
    rclcpp::WallRate rate(1);
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        message.data="這index值是："+std::to_string(i);
        RCLCPP_INFO(node->get_logger(),"cpp publisher：%s",message.data.c_str());
        publisher->publish(message);
        rclcpp::spin_some(node);
        rate.sleep();
    }



    rclcpp::shutdown();
    return 0;
}

// subscribe
#include <memory>

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"
using std::placeholders::_1;


int main(int argc, char * argv[]){
    rclcpp::init(argc, argv);
    auto node = rclcpp::Node::make_shared("cpp_demo_subscribe");
    rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr subscriber =
            node->create_subscription<std_msgs::msg::String>("my_topic",10,[node](std_msgs::msg::String::SharedPtr msg){
                RCLCPP_INFO(node->get_logger(), "I heard: '%s'", msg->data.c_str());
            });
    rclcpp::spin(node);
    rclcpp::shutdown();
    return 0;
}
    • 後面的功能開發不再送出，後面筆記會再次從 攝像頭 生成點雲圖開始，主要内容是ROS2+kinect2驅動開發。

🔗 前言

🔗 Robot ROS 作業系統清單

🔗 NO.1 Ros 安裝&介紹

🔗 NO.2 Ros 第一個程式(cpp & py)

🔗 NO.3 Ros Topic 通訊

🔗 NO.4 Ros 消息補充&小烏龜

🔗 NO.5 Ros Turtle &日志開發

🔗 NO.6 Ros Service 簡單通訊

🔗 NO.7 Ros Service 複雜通訊

🔗 NO.8 Ros PID算法案例

🔗 NO.9 PID原理&曲線計算原理

🔗 NO.10 Action 通訊 上

🔗 NO.11 Action 通訊 下

🔗 NO.12 Param & Launch & TF 案例

🔗 NO.13 ROS 2 Foxy安裝（Mac OS）

ROS系統篇 ros2 ros2開發 ros2 clion ros2 pyCharm
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