08.ROS入門學(xué)習(xí) - 用python寫 Publisher 和 Subscriber

本文主要參考來自于:

ROS官方wiki教程:

wiki索引頁面

Writing a Simple Publisher and Subscriber (Python)


寫到這里補充一個關(guān)于環(huán)境的問題:

之前是每次使用工作空間的內(nèi)容的時候都需要在終端上 $ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash 這里可以直接使用如下命令寫入到 .bashrc 中,這樣子每次打開終端的時候默認使用catkin_ws的工作空間:

$ echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

一、寫一個Publisher Node

Node 是連接到ROS網(wǎng)絡(luò)的可執(zhí)行文件的ROS術(shù)語。這里我們將創(chuàng)建一個不斷廣播消息的Publisher("talker") Node 。

之前我們創(chuàng)建了名為beginner_tutorials 的包,這里我們切換到該包的路徑:

$ roscd beginner_tutorials 

1.1 主要代碼編寫

我們先創(chuàng)建一個存放python腳本的文件夾,這里將其命名為 script

$ mkdir scripts
$ cd scripts

添加 talker.py 到該目錄中:

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8

import rospy
from std_msgs.msg import String

def talker():
    pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)
    rospy.init_node('talker', anonymous=True)
    rate = rospy.Rate(10)  # 10Hz
    while 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

1.2 代碼解析

對于文中的代碼進行簡單的解釋:

#!/usr/bin/env python
# 每個ROS的Node必須將此代碼放在代碼頂部,主要是讓你的腳本解釋器能認識到這個是python腳本。
# 實際上我這樣子寫也可以通過 這相當(dāng)于直接告訴解釋器這個是python2.7編碼的腳本。
#!/usr/bin/python2.7  
import rospy
from std_msgs.msg import String

# 要使用 ROS Node 的功能就必須要導(dǎo)入rospy。就好比cpp要導(dǎo)入 ros.h 一樣。
# std_msgs.msg 中的 String 到導(dǎo)入意味著我們可以復(fù)用 std_msgs/String 消息類型(一個簡單的 string 容器)進行 publishing
pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)
rospy.init_node('talker', anonymous=True)
# 這部分代碼定義了 talker 與其余 ROS 的接口。
# 上面一句聲明了這個節(jié)點將要使用String消息類型發(fā)送到 chatter topic。
# 這里的String消息類型實際是指 std_msgs.msg.String.
# queue_size = 10 也可以看出來隊列是10個,如果Subscriber 沒有足夠快的速度接收這個,那么就會被丟失掉。形象的比喻:假設(shè)Publisher依次發(fā)送了100個數(shù)據(jù)了,此時才有Subscriber開始接收,那么他只能從第90個開始接收,之前的內(nèi)容都已經(jīng)被丟棄了。

# 關(guān)于第二行中的代碼,主要是告訴 rospy 你的node的名字。
# anonymous=True 通過在NAME末尾添加隨機數(shù)來確保你的node有一個獨一無二的名字。(可以多實例運行) 如果該值是 False 的話,就表示只能同時有一個運行,前面的會被后面的擠掉。;
rate = rospy.Rate(10)  # 10Hz
# 此行創(chuàng)建對象rate的速率, 和 rate.sleep() 連用可以提供所需速率的便捷方式,我這里測試發(fā)現(xiàn)比10Hz會低一些(大改原因是sleep延時是100ms,但是其他語句的執(zhí)行也需要時間)。
while not rospy.is_shutdown():
    hello_str = "hello world %s" % rospy.get_time()
    rospy.loginfo(hello_str)
    pub.publish(hello_str)
    rate.sleep()
# 這個循環(huán)是相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的ros結(jié)構(gòu),檢查 rospy.is_shutdown() 標(biāo)志位,執(zhí)行相關(guān)程序。你不得不檢查這個標(biāo)志位,因為程序隨時都會接收到 ctrl+c等動作。這里的相關(guān)程序就是 publishes 一段字符串。rospy.loginfo(hello_str) 就是輸出命令到console上,便于檢查錯誤。當(dāng)按下 ctrl+c 或者其他退出程序的組合鍵的時候 rospy.rate.sleep()  rospy.sleep() 會拋出異常,在main函數(shù)下面那個異常進行接收。

二、寫一個 Subscriber 節(jié)點

2.1 代碼如下

#coding:utf-8
import rospy
from std_msgs.msg import String

def callback(data):
    rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + "I heard %s", data.data)

def listener():
    # 在ros中,nodes 是唯一命名的。如果被運行的兩個節(jié)點有相同的名字,則之前運行的將會被踢掉
    # anonymous=True 標(biāo)志意味著對于我們的“l(fā)istener” node , rospy 將會選擇一個唯一的名字
    # 以便多個 listeners 可以同時運行

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

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

     # spin() 是讓這個節(jié)點退出后python的執(zhí)行才停止,否則就是持續(xù)監(jiān)聽
    rospy.spin()

if __name__ == '__main__':
    listener()

三、編譯和執(zhí)行

$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make
# 在一個終端中執(zhí)行下面的語句
$ roscore &
$ rosrun beginner_tutorials talker.py
########
jet@jet-vm:~/catkin_ws/src/beginner_tutorials$ rosrun beginner_tutorials talker.py 
[INFO] [1565310941.140276]: hello world 1565310941.14
[INFO] [1565310941.240867]: hello world 1565310941.24
[INFO] [1565310941.341202]: hello world 1565310941.34
#####
# 在另外一個終端中執(zhí)行
$ rosrun beginner_tutorials listener.py
#####
jet@jet-vm:~$ rosrun beginner_tutorials listener
[ INFO] [1565310109.562585629]: I heard: [hello world 1565310109.56]
[ INFO] [1565310109.661152523]: I heard: [hello world 1565310109.66]
[ INFO] [1565310109.761765270]: I heard: [hello world 1565310109.76]
# talker 的源碼
https://raw.github.com/ros/ros_tutorials/kinetic-devel/rospy_tutorials/001_talker_listener/talker.py
# listener 的源碼
https://raw.github.com/ros/ros_tutorials/kinetic-devel/rospy_tutorials/001_talker_listener/listener.py

樓主在實踐的過程中爬過的坑:

  1. python 中文注釋的時候程序運行會報錯,這時候需要在腳本頂部或者第二行添加如下內(nèi)容:

    #coding:utf-8
    
  2. python 執(zhí)行過后什么也沒有輸出,看起來像是程序直接退出了,原來是啟動腳本這里寫錯了

    # 應(yīng)該是寫成如下:
    if __name__ == '__main__':
    # 而樓主寫成了如下:(錯誤示范,主要是 __main__ 錯寫成了 __name__ )
    if __name__ == '__name__':
    
  3. 還有一個就是關(guān)于字符串外面是雙引號還是單引號的問題:

    個人理解:就是為了減少轉(zhuǎn)義符使用而進行的選擇,實際上兩個都可以混用。

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