ROS自定义消息类型及测试代码详解

### 知识点：ROS自定义msg类型及使用 #### ROS简介 ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）是一个用于机器人的开源元操作系统，它提供了类似于操作系统的服务，例如硬件抽象描述、底层设备控制、常用功能实现、进程间消息传递等。ROS采用基于图的计算模型，非常适合分布式处理和机器人多部件间的通讯。 #### msg的定义 msg（message）是ROS中用于节点之间数据传输的基本数据类型。在ROS中，消息可以是简单的数据类型（如int32, float32, string等），也可以是更复杂的数据类型（如数组、自定义的消息类型等）。消息定义在.msg文件中，这些文件位于特定的ROS包目录中。一个消息的定义描述了消息的数据结构。 #### 自定义msg类型 在ROS中，用户可以根据自己的需要定义新的消息类型。自定义消息类型通常包含各种基本数据类型、标准消息类型，甚至是其他自定义消息类型的字段。定义自定义消息类型是通过创建一个新的.msg文件实现的，该文件位于ROS工作空间的某个包的`msg`文件夹内。 例如，以下是一个简单的自定义msg文件`Person.msg`的内容，用于描述一个人的信息： ```plaintext string name uint8 age string sex ``` #### 自定义msg的使用 自定义消息定义好之后，需要重新运行`catkin_make`或`catkin build`（取决于你使用的构建系统）来编译这个新的消息类型，使得它可以在ROS系统中被使用。编译后，自定义msg类型就可以在ROS程序中被导入和使用了。 以下是一个Python节点的例子，演示如何发布和订阅自定义msg类型的主题： ```python #!/usr/bin/env python import rospy from beginner_tutorials.msg import Person # 引入我们自定义的msg类型 def person_callback(data): rospy.loginfo("Subscribed %s %d %s", data.name, data.age, data.sex) def subscriber(): rospy.init_node('person_subscriber', anonymous=True) rospy.Subscriber('person_info', Person, person_callback) rospy.spin() if __name__ == '__main__': subscriber() ``` 在上述例子中，我们创建了一个订阅者节点，它订阅了`person_info`主题，并在收到消息时调用`person_callback`函数来处理消息。 #### 数组与自定义消息 在ROS中，数组类型通常用于表示消息中可以有多个值的情况。对于自定义消息，数组可以简单地通过在.msg文件中指定字段的类型后加上方括号`[]`来定义。例如，如果我们要在Person消息中加入一个名字列表，可以修改.msg文件如下： ```plaintext string name uint8 age string sex string[] name_list ``` #### ROS工作空间与catkin_ws 在ROS中，工作空间（workspace）是一个组织和构建ROS软件包的环境。通常，工作空间会包含一个或多个ROS软件包。`catkin_ws`是使用catkin构建系统创建的工作空间的名称。 catkin是ROS的推荐构建系统，它比旧的rosbuild系统有着更清晰的结构和更快的构建速度。catkin_ws工作空间包含有三个重要的子目录： - `src`：存放ROS软件包的源代码。 - `devel`：开发环境目录，在这里可以找到可执行文件和链接文件。 - `build`：构建过程中生成的中间文件。 构建ROS工作空间时，catkin会在`devel`和`build`目录下创建必要的文件和链接，使得编译好的软件包能够在ROS环境中使用。 综上所述，了解如何自定义ROS消息类型对于创建复杂的机器人应用程序是非常重要的。这涉及到创建.msg文件定义消息结构、使用catkin构建系统编译这些消息，以及在ROS节点中发布和订阅这些消息。通过自定义消息类型，开发者能够根据应用需求设计和实现更为高效和具体的通信方式。