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ROS发布者(Publisher)和订阅者(Subscriber)的python编程实现(讲解超级详细)

时间：2024-05-17 11:00:23

有时候想想，国内有些资源确实比较稀缺，但是我们一样不会落后！学习python和ROS这么久了，一直很少去实战，另外看到基于python编程的ROS话题通信教程实在是稀缺了，或者对小白不是那么的友好，所以写下这篇教程与你一起进步。

关于ROS很基本的知识，比如：怎么启动roscore；怎么创建工作空间；source环境；python脚本的执行权限等我就不讲解了。主要是代码部分讲解！

一、初始化工作空间

二、source环境

把下面的内容：

source /home/xiaolong/ros_practice/devel/setup.bash

放在.bashrc末尾，这个不懂得看我之前的博客

传送门：/qq_45152498/article/details/108652439

三、创建功能包

创建好的src：

四、Writing the Publisher Node

在scripts下创建talker.py并确保它有可执行权限。

让我先把整体代码给你，让你有一个整体的印象：

#!/usr/bin/env python# license removed for brevityimport rospyfrom std_msgs.msg import Stringdef talker():pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)rospy.init_node('talker', anonymous=True)rate = rospy.Rate(10) # 10hzwhile not rospy.is_shutdown():hello_str = "hello world %s" % rospy.get_time()rospy.loginfo(hello_str)pub.publish(hello_str)rate.sleep()if __name__ == '__main__':try:talker()except rospy.ROSInterruptException:pass

然后开始一点点分析：

#!/usr/bin/env python

每一个python ROS节点在顶部都有一个声明，它使你的程序被作为python脚本来执行。

import rospyfrom std_msgs.msg import String

如果要编写ROS节点，则需要导入rospy。std_msgs.msg的导入是为了使我们可以重用std_msgs/String消息类型进行发布。

pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)

声明你的节点正在使用消息类型String发布到chatter话题上。String实际上是std_msgs.msg.String类。queue_size=10表示队列长度是10，如果任何订阅者没有足够快地接收它们，则限制已排队消息的数量。

rospy.init_node('talker', anonymous=True)

这个非常重要，因为它告诉rospy你的节点名称。直到rospy获得此信息之前，它才能开始与ROS Master进行通信。节点将使用名称talker。注意：名称不能包含任何斜杠“/”。anonymous = True通过在名称的末尾添加随机数来确保你的节点具有唯一名称。

rate = rospy.Rate(10)

rate对象可以允许你指定自循环的频率。它会追踪记录自上一次调用rate.sleep()后时间的流逝，并休眠直到一个频率周期的时间。参数为10时，我们期望每秒执行10次循环。简单理解：以每秒 10 次的频率在 chatter 上发布消息。

while not rospy.is_shutdown():hello_str = "hello world %s" % rospy.get_time()rospy.loginfo(hello_str)pub.publish(hello_str)rate.sleep()

此循环是相当标准的rospy构造：检查rospy.is_shutdown()标志，然后进行工作。必须通过is_shutdown()来检查程序是否应该退出(例如Ctrl-C)。hello_str = “hello world %s” % rospy.get_time()定义了发布消息的内容是"hello world 时间"。至于这个%的用法，你可以查查python语法。

rospy.loginfo(hello_str)

此循环调用rospy.loginf()，它执行三项任务：将消息打印到屏幕上，将消息写入node的日志文件，并将消息写入rosout。rosout是一个方便的调试工具：你可以使用rqt_console提取消息，而不必查找带有node输出的控制台窗口。

pub.publish(hello_str)

将字符串发布到chatter话题上。

rate.sleep()

该循环调用rate.sleep()，该睡眠刚好足够长是为了在整个循环中保持所需的速度，和rate = rospy.Rate(10)对应。

try:talker()except rospy.ROSInterruptException:pass

它会捕获rospy.ROSInterruptException异常，当按Ctrl-C或关闭node时，rospy.sleep()和rospy.rate.sleep()可能会引发该异常。

总结：如何实现一个发布者？

• 初始化ROS节点；

• 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；

• 创建消息数据;

• 按照一定频率循环发布消息。

五、Writing the Subscriber Node

在scripts下创建listener.py并确保它有可执行权限。

#!/usr/bin/env pythonimport rospyfrom std_msgs.msg import Stringdef callback(data):rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + "I heard %s", data.data)def listener():# In ROS, nodes are uniquely named. If two nodes with the same# name are launched, the previous one is kicked off. The# anonymous=True flag means that rospy will choose a unique# name for our 'listener' node so that multiple listeners can# run simultaneously.rospy.init_node('listener', anonymous=True)rospy.Subscriber("chatter", String, callback)# spin() simply keeps python from exiting until this node is stoppedrospy.spin()if __name__ == '__main__':listener()

这个和talker.py类似，除了我们已经引入了一种新的基于回调的机制来订阅消息。

rospy.Subscriber("chatter", String, callback)rospy.spin()

这声明你的节点订阅了消息类型为std_msgs.msg.String的chatter话题。收到新消息时，将以消息(String)作为第一个参数来调用回调函数。rospy.spin()只是使节点无法退出，直到该节点已关闭。与roscpp不同，rospy.spin()不会影响订阅者回调函数机制，因为它们具有自己的线程。

总结：如何实现一个订阅者？

• 初始化ROS节点；

• 订阅需要的话题；

• 循环等待话题消息，接收到消息后进入回调函数；

• 在回调函数中完成消息处理。