如果工程只用ROS搭建，那么是不需要用到LCM的。但如果ROS只是整體系統(tǒng)的一部分，則需要利用內(nèi)存共享或者網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确绞脚c其他程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，這時(shí)候LCM就是一種比較簡單的選擇，例如自動(dòng)駕駛中車內(nèi)利用ROS進(jìn)行數(shù)據(jù)流處理控制，車間利用LCM通信。
1. LCM的介紹與安裝
（1）LCM 簡介
自動(dòng)駕駛領(lǐng)域有很多進(jìn)程間通信的方式，如ROS、Apollo的Cyber RT以及一些自動(dòng)駕駛初創(chuàng)公司對ROS進(jìn)行改進(jìn)的通信協(xié)議，今天介紹一種適用于高速自動(dòng)駕駛場景的LCM通信協(xié)議，其特點(diǎn)是輕量化、傳輸速度快，易封裝。
LCM（Lightweight Communications and Marshalling）是一組用于消息傳遞和數(shù)據(jù)編組的庫和工具，其基于UDP傳輸?shù)膶傩?，傳輸速度較快，其目標(biāo)是高帶寬和低延遲的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。它提供了一種發(fā)布/訂閱消息傳遞模型以及帶有各種編程語言C++、Java、python等應(yīng)用程序綁定的自動(dòng)編組/解組代碼生成，LCM通過將消息封裝在不同的Channel中進(jìn)行通信，這點(diǎn)類似于ROS中的Topic。
（2）LCM安裝
在Releases · lcm-proj/lcm · GitHub下載源碼包，本文下載的是lcm-1.4.0.zip。打開terminal并cd到解壓后的文件夾，依次執(zhí)行：
mkdir build
cd build
cmake ..
make
編譯完成后執(zhí)行：
sudo make install
完成LCM的安裝。然后告訴系統(tǒng)lib的庫所在位置：
export LCM_INSTALL_DIR=/usr/local/lib
sudo sh -c "echo$LCM_INSTALL_DIR> /etc/ld.so.conf.d/lcm.conf"
sudo ldconfig
配置pkgconfig：
export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:$LCM_INSTALL_DIR/pkgconfig
至此LCM安裝配置完成。
2. LCM 通信示例
LCM可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和發(fā)送，使用UDP組播的方式發(fā)送出去。首先我們需要有我們自己的數(shù)據(jù)。LCM給我們提供了一個(gè)程序，可以很簡單的將我們的結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)變?yōu)長CM需要的格式（這里必須轉(zhuǎn)變，否則LCM將無法發(fā)送或封裝），這個(gè)程序就是lcm-gen。
新建文件夾lcm_example用于存放LCM工程，進(jìn)入lcm_example文件夾，新建example_t.lcm空白文檔來定義一個(gè)我們自己想要的結(jié)構(gòu)體：
package exlcm;
struct example_t
{
? ? int64_t? timestamp;
? ? double? position[3];
? ? double? orientation[4];
? ? int32_t? num_ranges;
? ? int16_t? ranges[num_ranges];
? ? string? name;
? ? boolean? enabled;
}
執(zhí)行：?lcm-gen -x example_t.lcm
生成一個(gè)文件夾exlcm，并包含一個(gè)文件example_t.hpp，到這里lcm結(jié)構(gòu)體定義完成。
接下來我們建立收發(fā)此結(jié)構(gòu)體類型message的LCM收發(fā)機(jī)。
（1）建立publisher
在lcm_example目錄下，新建send_message.cpp復(fù)制以下內(nèi)容：
#include <lcm/lcm-cpp.hpp>
#include "exlcm/example_t.hpp"
int main(int argc, char ** argv)
{
? ? lcm::LCM lcm;
? ? if(!lcm.good())
? ? ? ? return 1;
? ? exlcm::example_t my_data;
? ? my_data.timestamp = 0;
? ? my_data.position[0] = 1;
? ? my_data.position[1] = 2;
? ? my_data.position[2] = 3;
? ? my_data.orientation[0] = 1;
? ? my_data.orientation[1] = 0;
? ? my_data.orientation[2] = 0;
? ? my_data.orientation[3] = 0;
? ? my_data.num_ranges = 15;
? ? my_data.ranges.resize(my_data.num_ranges);
? ? for(int i = 0; i < my_data.num_ranges; i++)
? ? ? ? my_data.ranges[i] = i;
? ? my_data.name = "example string";
? ? my_data.enabled = true;
? ? lcm.publish("EXAMPLE", &my_data);
? ? return 0;
}
（2）建立subscriber
在lcm_example目錄下，新建listener.cpp復(fù)制以下內(nèi)容：
#include <stdio.h>
#include <lcm/lcm-cpp.hpp>
#include "exlcm/example_t.hpp"
class Handler
{
? ? public:
? ? ? ? ~Handler() {}
? ? ? ? void handleMessage(const lcm::ReceiveBuffer* rbuf,
? ? ? ? ? ? ? ? const std::string& chan,
? ? ? ? ? ? ? ? const exlcm::example_t* msg)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? int i;
? ? ? ? ? ? printf("Received message on channel \"%s\":\n", chan.c_str());
? ? ? ? ? ? printf("? timestamp? = %lld\n", (long long)msg->timestamp);
? ? ? ? ? ? printf("? position? ? = (%f, %f, %f)\n",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? msg->position[0], msg->position[1], msg->position[2]);
? ? ? ? ? ? printf("? orientation = (%f, %f, %f, %f)\n",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? msg->orientation[0], msg->orientation[1],
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? msg->orientation[2], msg->orientation[3]);
? ? ? ? ? ? printf("? ranges:");
? ? ? ? ? ? for(i = 0; i < msg->num_ranges; i++)
? ? ? ? ? ? ? ? printf(" %d", msg->ranges[i]);
? ? ? ? ? ? printf("\n");
? ? ? ? ? ? printf("? name? ? ? ? = '%s'\n", msg->name.c_str());
? ? ? ? ? ? printf("? enabled? ? = %d\n", msg->enabled);
? ? ? ? }
};
int main(int argc, char** argv)
{
? ? lcm::LCM lcm;
? ? if(!lcm.good())
? ? ? ? return 1;
? ? Handler handlerObject;
? ? lcm.subscribe("EXAMPLE", &Handler::handleMessage, &handlerObject);
? ? while(0 == lcm.handle());
? ? return 0;
}
（3）編輯CMakeLists.txt文件
在lcm_example目錄下，新建CMakeLists.txt文件：
project(lcm_test)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
add_executable(send_message send_message.cpp)
target_link_libraries(send_message lcm)
add_executable(listener listener.cpp)
target_link_libraries(listener lcm)
編譯CMakeLists.txt文件成功后，生成可執(zhí)行文件send_message和listener。
分別在兩個(gè)terminal中cd到可執(zhí)行文件所在位置，分別運(yùn)行：
./listener
./send_message
便可在listerner窗口中看見由send_message發(fā)送的信息。
3. ROS系統(tǒng)下LCM通信示例
接下來把LCM連接到ROS系統(tǒng)中使用。
（1）建立LCM_Client.cpp文件
#include <ros/ros.h>
#include <iostream>
#include "lcm/lcm-cpp.hpp"
int main(int argc, char** argv)
{
? ros::init(argc, argv, "image_publisher");
? ros::NodeHandle nh;
? lcm::LCM lcm;
? if (!lcm.good())
? {
? ? return 1;
? }
? char data[5];
? data[0] = 1;
? data[1] = 5;
? data[2] = 1;
? data[3] = 2;
? data[4] = 1;
? lcm.publish("EXAMPLE", data,5);//第一個(gè)參數(shù)是通道名，第二個(gè)參數(shù)是數(shù)據(jù)指針，第三個(gè)參數(shù)是長度
? std::cout << "發(fā)送成功!";
? ros::spinOnce();
}
（2）建立LCM_Server.cpp文件
#include <ros/ros.h>
#include <iostream>
#include "lcm/lcm-cpp.hpp"
class MyMessageHandler
{
public:
? void onMessage(const lcm::ReceiveBuffer* rbuf, const std::string& channel)
? {
? ? std::cout << (int)((unsigned char*)rbuf->data)[0] << std::endl;
? ? std::cout << (int)((unsigned char*)rbuf->data)[1] << std::endl;
? ? std::cout << (int)((unsigned char*)rbuf->data)[2] << std::endl;
? ? std::cout << (int)((unsigned char*)rbuf->data)[3] << std::endl;
? ? std::cout << (int)((unsigned char*)rbuf->data)[4] << std::endl;
? ? std::cout << "接收成功!";
? }
};
int main(int argc, char** argv)
{
? ros::init(argc, argv, "image_publisher");
? ros::NodeHandle nh;
? lcm::LCM lcm;
? MyMessageHandler handler;
? lcm.subscribe("EXAMPLE", &MyMessageHandler::onMessage, &handler);
? while (true)
? ? lcm.handle();
? ros::spin();
}
（3）修改CmakeLists.txt文件
include_directories(${catkin_INCLUDE_DIRS})
add_executable(LCM_Client src/LCM_Client.cpp)
target_link_libraries(LCM_Client lcm)
target_link_libraries(LCM_Client ${catkin_LIBRARIES})
add_executable(LCM_Server src/LCM_Server.cpp)
target_link_libraries(LCM_Server lcm) //necessary for lcm message transmission
target_link_libraries(LCM_Server ${catkin_LIBRARIES}
編譯運(yùn)行即可。簡單來說，在ROS中使用LCM，需要將lcm相應(yīng)頭文件include進(jìn)來，并且生成lcm變量，使用lcm.publish和lcm.subscribe即可。
如有問題歡迎聯(lián)系討論。
參考文檔：自動(dòng)駕駛消息傳輸機(jī)制LCM的安裝與使用_python_snail_zcx的博客-CSDN博客和ROS系統(tǒng)學(xué)習(xí)7---LCM數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收_matlab_weixinhum-CSDN博客
