Topic in roscpp——Talker

Topic是ROS里一种异步通信的模型，一般是节点间分工明确，有的只负责发送，有的只负责接收处理。对于绝大多数的机器人应用场景，比如传感器数据收发，速度控制指令的收发，Topic模型是最适合的通信方式。

为了讲明白topic通信的编程思路，我们首先来看 topic_demo 中的代码,这个程序是一个消息收发的例子：自定义一个类型为gps的消息（包括位置x，y和工作状态state信息），一个node以一定频率发布模拟的gps消息，另一个node接收并处理，算出到原点的距离。 源代码见 ROS-Academy-for-Beginners/topic_demo

步骤

1. package
2. msg
3. talker.cpp
4. listener.cpp
5. CMakeList.txt &package.xml

1. 创建package

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg topic_demo roscpp rospy std_msgs

2.创建GPS信息

cd topic_demo/
mkdir msg
cd msg
vi gps.msg

在代码中，我们会用到自定义类型的gps消息，因此就需要来自定义gps消息，在msg路径下创建 gps.msg ： 见 topic_demo/msg/gps.msg

string state #工作状态
float32 x #x坐标
float32 y #y坐标

以上就定义了一个gps类型的消息，你可以把它理解成一个C语言中的结构体，类似于

struct gps
{
string state;
float32 x;
float32 y;
}

在程序中对一个gps消息进行创建修改的方法和对结构体的操作一样:
当你创建完了msg文件，记得修改 CMakeLists.txt 和 package.xml ，从而让系统能够编译自定义消息。

在 CMakeLists.txt 中需要改动

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
roscpp
std_msgs
message_generation #需要添加的地方
)
add_message_files(FILES gps.msg)
# catkin在cmake之上新增的命令，指定从哪个消息文件生成
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)
# catkin新增的命令，用于生成消息
# DEPENDENCIES后面指定生成msg需要依赖其他什么消息，由于gps.msg用到了flaot32这种ROS标准消息，因此需要再把std_msgs作为依赖

package.xml 中需要的改动

<build_depend>message_generation</build_depend>
<run_depend>message_runtime</run_depend>

完成了以上所有工作，就可以回到工作空间，然后编译了。编译完成之后会在 devel 路径下生成 gps.msg 对应的头文件，头文件按照C++的语法规则定义了 topic_demo::gps 类型的数据.
要在代码中使用自定义消息类型，只要#include <topic_demo/gps.h> ，然后声明，按照对结构体操作的方式修改内容即可。

topic_demo::gps mygpsmsg;
mygpsmsg.x = 1.6;
mygpsmsg.y = 5.5;
mygpsmsg.state = "working";

消息发布节点

定义完了消息，就可以开始写ROS代码了。通常我们会把消息收发的两端分成两个节点来写，一个节点就是一个完整的C++程序。见 topic_demo/src/talker.cpp

#include<ros/ros.h>
#include<topic_demo/gps.h>//自定义msg产生的头文件
int main(int argc, char **argv){
    ros::init(argc, argv, "talker" ); //用于解析ROS参数，第三个参数为本节点名
    ros::NodeHandle nh; //实例化句柄，初始化node
    topic_demo::gps msg; //自定义gps消息并初始化
    msg.x = 1.0;
    msg.y = 1.0;
    msg.state = "working";
    ros::Publisher pub = nh.advertise<topic_demo::gps>("gps_info",1);
//创建Publisher,往"gps_info"话题上发布消息,<>内放入需要publish的类型
//返回一个publisher的对象，称之为pub
    pub.publish(msg);
    ros::Rate loop_rate(1.0);//定义发布频率1hz
    while(ros::ok()){//循环发布msg
        ...//处理msg
        msg.x = 1.03 * msg.x;
        msg.y = 1.03* msg.y;  
        ROS_INFO("Talker: GPS: x = %f, y = %f,msg.x, msg.y"）//输出当前msg
        pub.publish(msg);//以1HZ频率发布msg
        loop_rate.sleep(); 根据前面定义的loop_rate，设置1s的暂停
      }
    return 0;

}

机器人上几乎所有的传感器，几乎都是按照固定频率发布消息这种通信方式来传输数据，只是发布频率和数据类型的区别。