上一講我們講了如何發(fā)布接收int，float和array類型的消息，這些也都算是c++自有的消息，被歸納在ROS中的std_msgs這個命名空間下（命名空間skr啥？）．這講我們來看看如何發(fā)布接收ROS自己獨特的message類型:PoseStamped．Pose好理解，就是機器人的位姿(position and orientation)，那么Stamped呢？Stamped表示時間戳(timestamped)，這兒時間戳是指時間戳是指格林威治時間1970年01月01日00時00分00秒起至現(xiàn)在的總納秒．幾乎所有的計算機都可以使用這個時間，方便統(tǒng)一．所以PoseStamped記錄的是機器人的位姿加上記錄位姿的時間這么一種message．這個message被包含在geometry_msgs這個大類下．所以你可以先搜ROS, geometry message查看．第一個網(wǎng)頁應(yīng)該就是下面這個
http://wiki.ros.org/geometry_msgs
里面又有一大堆不同類型的消息，你以后都可能用到．但這兒我們就用PoseStamped舉例了，位姿加時間還是比較有代表性．
找到頁面中的PoseStamped并點擊進入，會發(fā)現(xiàn)下面的內(nèi)容
你如果想使用這個消息，那么看到這個頁面，根據(jù)我們之前講的內(nèi)容，你至少可以做下面這幾件事
1: 包含頭文件
#include "geometry_msgs/PoseStamped.h"，這樣我們才可以使用這個類型的消息2: 通過
geometry_msgs::PoseStamped msg定義一個叫msg的對象，該對象可以使用上圖中的header,pose兩個數(shù)據(jù)成員．即你可以通過msg.header,msg.pose來調(diào)用數(shù)據(jù)類型為std_msgs/Header,geometry_msgs/Pose的兩個數(shù)據(jù)成員．
但是那個header和pose具體是什么東西我們不清楚．但之前說了，任何復(fù)雜數(shù)據(jù)類型都是由簡單的組成的，頁面下的淺藍(lán)色字體是鏈接可以點進去，咱們先點擊std_msgs/Header看看他是個什么東西．你會看到下圖內(nèi)容．
uint32和string就是基礎(chǔ)變量了．通過
Compact Message Definition可以知道，如果我們通過std_msgs::Header msg_header創(chuàng)建了一個叫msg_header類型的對象的話，那么它可以通過msg_header.seq調(diào)用類型為unit32的成員seq．也就是說，代碼里你可以用類似于
int a = 1 , b;
msgs_header.seq = 1;
//or
b = msg_header.seq;
這種代碼給msgs_header.seq賦值或者把它賦值給其他整型變量．可能你要問了，seq定義的不是uint32么，我對a,b的定義就是int，會不會出問題？有可能．這時候又要用到下面這個網(wǎng)站了
http://wiki.ros.org/msg
找到uint32對應(yīng)的c++定義是什么，發(fā)現(xiàn)是uint32_t，所以你直接用，uint32_t 定義 a,b是最好的．int是整型，uint32_t是無符號32位整型，兩者的范圍不一樣，這個可以自己上網(wǎng)查，但是a,b在他們交集的范圍內(nèi)就不會改變具體的數(shù)值．總之同理你可以給msg_header.frame_id賦值string類型的變量.
但這個time是個什么東西呢？標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型可沒有這個玩意兒．不過上面的Raw Message Definition給出解釋了，stamp.sec返回從epoch開始的秒為單位的時間，stamp.nsec返回從stamp_sec開始的納秒時間．
msgs_heder.stamp調(diào)用stamp，stamp.sec調(diào)用sec得到epoch的時間，那么msgs_header.stamp.sec就可以獲取當(dāng)前的時間，秒為單位
通常我們肯定需要更精確的時間即包含納秒的，假設(shè)我們想把當(dāng)前的精確時間賦值給變量store_time，那么代碼類似于下面這樣．
double store_time;
store_time = msg_header.stamp.sec + 1e-9*msg_header.stamp.nsec; //unit s
//or
store_time = msgs_header.stamp.sec * 1e9 + msg_header.stamp.nsec; //unit ns
nsec的單位是納秒，我們要乘以1e-9才能轉(zhuǎn)換為秒，第二行得到的是時間以秒為單位．第四行得到的時間是以ns為單位．
好了，header說了這么多，目前我們想要這兒的stamp記錄一個時間．最開始我們定義了geometry_msgs::PoseStamped msg．
msg包含數(shù)據(jù)成員header，而heaer作為std_msgs/Header的數(shù)據(jù)成員包含stamp，那么我們可以通過msg.header.stamp調(diào)用數(shù)據(jù)類型為time的成員stamp，為什么能這么做，我們下一張會講到．ROS可以很方便獲取當(dāng)前時間ros::Time::now()，返回的是time類型的變量．所以我們可以通過
msg.header.stamp = ros::Time::now()
來獲取當(dāng)前時間并儲存在這個message中．在賦值之后，如果想要取出我記錄那個位姿時的時間并且是double類型呢？根據(jù)上面的內(nèi)容，很容易可以得到．
double store_time;
store_time = msg.header.stamp.sec + 1e-9*msg.header.stamp.nsec; //unit s
//or
store_time = msg.header.stamp.sec * 1e9 + msg.header.stamp.nsec; //unit ns
注意不要以為msg.header 等于msg_header哈...只是上面的例子我恰巧給std_msgs::Header對象取名叫msg_header罷了．張三李四都可以．msg.header是geometry_msgs::PoseStamped的對象msg調(diào)用數(shù)據(jù)成員header，而msg_header是std_msgs::Header的對象．
說完header，我們可以看msg的另一個數(shù)據(jù)成員pose了．同樣，我們點擊第一張圖片中的淺藍(lán)色字體geometry_msgs/Pose看一看它具體是由什么基本變量構(gòu)成的．點擊進去之后我們進入了Pose的定義的界面．Pose的數(shù)據(jù)成員是position和orientation，非常好理解，位置和方向．他們倆的數(shù)據(jù)類型分別是geometry_msgs/Point和geometry_msgs/Quaternion．這倆也不是基本數(shù)據(jù)類型，你可以繼續(xù)點進去直到變量只有基本數(shù)據(jù)類型．這兒為了簡潔，我直接畫了個圖，把PoseStamped包含的成員一一列了出來．
看這個圖就一目了然了．（免費用了人家的東西得打個廣告，這個圖是用一個叫ProcessOn的在線軟件畫出來的，該軟件用來畫流程圖，思維圖，結(jié)構(gòu)圖什么的非常方便）．
Header部分已經(jīng)講過．咱們繼續(xù)看geometry/msgs/Pose類型的數(shù)據(jù)
pose所包含的成員１是geometry_msgs/Point類型的
position，而position包含三個float64的變量x,y,z，這個很好理解了，怎么定義機器人的位置？三維坐標(biāo)x,y,z就可以了．2是geometry_msgs/Quaternion類型的'oreintation'，而
oreintation包含四個float64的變量x,y,z,w，quaterion中文四元數(shù)，是一個用來表示方向的東西．四元數(shù)的缺點是不很形象，不熟的人很難直接通過四元數(shù)在腦海里構(gòu)想出機器人目前到底是個什么朝向．我們一般用歐拉角表示方向時，一共有三個數(shù)roll,pitch,yaw，比較直觀，但是歐拉角表示方向時會遇到一個叫Gimbal Lock（萬向鎖）的尷尬問題，所以ROS里統(tǒng)一用四元數(shù)表示方向．ROS當(dāng)然提供了一些API把四元數(shù)轉(zhuǎn)換成歐拉角或者旋轉(zhuǎn)矩陣之類的，但是在儲存pose的時候，都統(tǒng)一用四元數(shù)儲存．如果不清楚四元數(shù)的同學(xué)可以網(wǎng)上查一下，很多資料．數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)說完了，怎么使用呢？和
msg.header.stamp.sec調(diào)用int32類型的成員sec一樣，咱們可以用msg.pose.position.x調(diào)用或者賦值float64的成員x．直接用代碼來說明．接下來我們要建立一個叫pub_poseStamped.cpp的文件和sub_poseStamped.cpp的文件．第一個文件咱們來人工產(chǎn)生一些pose，恩，，，我相信很多同學(xué)手上沒有直接可以和ROS溝通的傳感器用的．產(chǎn)生了這些pose后我們把他們發(fā)布出去用接收器接收．和之前一樣，我們先在
pub_sub_test/src中創(chuàng)建一個名字叫pub_poseStamped.cpp的文件．在文件中寫入下面的內(nèi)容．
#include "ros/ros.h"
#include "geometry_msgs/PoseStamped.h" //include posestamp head file
#include <cmath>//for sqrt() function
int main(int argc, char **argv)
{
ros::init(argc, argv, "talker");
ros::NodeHandle n;
ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<geometry_msgs::PoseStamped>("chatter", 10); //initialize chatter
ros::Rate loop_rate(10);
//generate pose by ourselves.
double positionX, positionY, positionZ;
double orientationX, orientationY, orientationZ, orientationW;
//We just make the robot has fixed orientation. Normally quaternion needs to be normalized, which means x^2 + y^2 + z^2 +w^2 = 1
double fixedOrientation = 0.1;
orientationX = fixedOrientation ;
orientationY = fixedOrientation ;
orientationZ = fixedOrientation ;
orientationW = sqrt(1.0 - 3.0*fixedOrientation*fixedOrientation);
double count = 0.0;
while (ros::ok())
{
//We just make the position x,y,z all the same. The X,Y,Z increase linearly
positionX = count;
positionY = count;
positionZ = count;
geometry_msgs::PoseStamped msg;
//assign value to poseStamped
//First assign value to "header".
ros::Time currentTime = ros::Time::now();
msg.header.stamp = currentTime;
//Then assign value to "pose", which has member position and orientation
msg.pose.position.x = positionX;
msg.pose.position.y = positionY;
msg.pose.position.z = positionY;
msg.pose.orientation.x = orientationX;
msg.pose.orientation.y = orientationY;
msg.pose.orientation.z = orientationZ;
msg.pose.orientation.w = orientationW;
ROS_INFO("we publish the robot's position and orientaion");
ROS_INFO("the position(x,y,z) is %f , %f, %f", msg.pose.position.x, msg.pose.position.y, msg.pose.position.z);
ROS_INFO("the orientation(x,y,z,w) is %f , %f, %f, %f", msg.pose.orientation.x, msg.pose.orientation.y, msg.pose.orientation.z, msg.pose.orientation.w);
ROS_INFO("the time we get the pose is %f", msg.header.stamp.sec + 1e-9*msg.header.stamp.nsec);
std::cout<<"\n \n"<<std::endl; //add two more blank row so that we can see the message more clearly
chatter_pub.publish(msg);
ros::spinOnce();
loop_rate.sleep();
++count;
}
return 0;
}
咱們在發(fā)布器的代碼中fixedOrientation的變量，賦值0.1，然后分別賦值給創(chuàng)建的double類型變量orientationX,Y,Z,W．在循環(huán)中，orientationX,Y,Z,W在分別賦值給我們創(chuàng)建的msg的成員變量msg.pose.orientation.x y z w．為什么能這么賦值？通過上面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)那張圖我們了解到的msg.pose.orientation.x y z w都是float64類型的變量，賦值了他們幾個就可以定義pose的orientation了．orientation是相同的數(shù)，那么機器人就沒有旋轉(zhuǎn)．
那么pose的position的x y z我們直接賦值了count，count在循環(huán)中遞增，那么XYZ都同時遞增且相同．如果我們畫一個三維坐標(biāo)軸XYZ的話，那么咱么這兒模擬的機器人的運動狀態(tài)，相當(dāng)于機器人沿著坐標(biāo)軸對角線勻速直線行駛．
同樣位置再創(chuàng)建一個sub_poseStamped.cpp．寫入下面內(nèi)容．
#include "ros/ros.h"
#include "geometry_msgs/PoseStamped.h"
void chatterCallback(const geometry_msgs::PoseStamped::ConstPtr& msg) //Note it is geometry_msgs::PoseStamped, not std_msgs::PoseStamped
{
ROS_INFO("I heard the pose from the robot");
ROS_INFO("the position(x,y,z) is %f , %f, %f", msg->pose.position.x, msg->pose.position.y, msg->pose.position.z);
ROS_INFO("the orientation(x,y,z,w) is %f , %f, %f, %f", msg->pose.orientation.x, msg->pose.orientation.y, msg->pose.orientation.z, msg->pose.orientation.w);
ROS_INFO("the time we get the pose is %f", msg->header.stamp.sec + 1e-9*msg->header.stamp.nsec);
std::cout<<"\n \n"<<std::endl; //add two more blank row so that we can see the message more clearly
}
int main(int argc, char **argv)
{
ros::init(argc, argv, "listener");
ros::NodeHandle n;
ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 10, chatterCallback);
ros::spin();
return 0;
}
寫完之后，我們同樣打開位于pub_sub_test目錄下的CMakeLists.txt添加編譯兩個文件的內(nèi)容．保存退出后使用catkin_make編譯（注意catkin_make這個命令要在catkin_ws這個目錄下使用的）．
結(jié)果編譯出錯了?。″e誤大概長下面的樣子
讀不懂啥意思?。屑?xì)對比看看前面的內(nèi)容和你之前編譯pub_int8, pub_string等文件時有沒有什么出入？經(jīng)過仔細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn) 木有．所有步驟都是一毛一樣的．那么問題出在哪兒呢？
記得我們當(dāng)初創(chuàng)建pub_sub_test這個package的時候，我們是這么創(chuàng)建的
catkin_create_pkg pub_sub_test std_msgs roscpp rospy
我們說三個依賴項std_msgs roscpp rospy就好像C++的頭文件一樣，如果我們要使用ROS自帶的std_msgs這個包，我們就需要添加這個依賴項．那么現(xiàn)在問題很明顯了，我們?nèi)鄙偬砑?code>geometry_msgs這個依賴項．可以想象，如果當(dāng)初我們創(chuàng)建package時用的下面的內(nèi)容，就不會有什么問題了
catkin_create_pkg pub_sub_test std_msgs geometry_msgs roscpp rospy
可是我們package已經(jīng)創(chuàng)建了，又不能重新創(chuàng)建一個相同名字的package把依賴項加進去．那該怎么辦呢？
當(dāng)我們需要添加新的依賴項時，我們需要修改兩個文件，一個是package目錄下的CMakeLists.txt，另一個是位于同一位置的package.xml
打開CMakeLists.txt，發(fā)現(xiàn)就在最前面幾行，有下面的內(nèi)容．
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
roscpp
rospy
std_msgs
)
括號中的內(nèi)容正好一一對應(yīng)我們創(chuàng)建package時添加的依賴項，那么想都不用想啦，肯定要在后面添加geometry_msgs，變成下面的樣子，保存退出．
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
roscpp
rospy
std_msgs
geometry_msgs
)
添加完成后，保存退出．之后打開位于同一目錄下的package.xml．（直接雙擊打開可能不能修改其中內(nèi)容，還是用gedit什么的打開）．打開之后，在文檔下方，你可以看到一下內(nèi)容
<build_depend>roscpp</build_depend>
<build_depend>rospy</build_depend>
<build_depend>std_msgs</build_depend>
<build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
<build_export_depend>rospy</build_export_depend>
<build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>
<exec_depend>roscpp</exec_depend>
<exec_depend>rospy</exec_depend>
<exec_depend>std_msgs</exec_depend>
啊哈，又有std_msgs, rospy, roscpp，只不過每個出現(xiàn)了三次，那么同樣，不用管什么意思，我們只需要按照這個文檔里相同的語法讓geometry_msgs出現(xiàn)三次就行了．更改之后該文件同樣位置變成下面的內(nèi)容
<build_depend>roscpp</build_depend>
<build_depend>rospy</build_depend>
<build_depend>std_msgs</build_depend>
<build_depend>geometry_msgs</build_depend>
<build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
<build_export_depend>rospy</build_export_depend>
<build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>
<build_export_depend>geometry_msgs</build_export_depend>
<exec_depend>roscpp</exec_depend>
<exec_depend>rospy</exec_depend>
<exec_depend>std_msgs</exec_depend>
<exec_depend>geometry_msgs</exec_depend>
保存退出．這時候再用catkin_make編譯，就成功了．改變上面兩個文檔的內(nèi)容就相當(dāng)于我們在創(chuàng)建package時添加了依賴項geometry_msgs．編譯成功之后，跑程序的方法和以前的例子一樣．
總結(jié)
這一講我們講述了一個稍微復(fù)雜一點的message類型:poseStamped．我們需要通過ROS wiki的幫助知道它包含什么數(shù)據(jù)成員，了解它包含的數(shù)據(jù)成員之后，利用類對象引用數(shù)據(jù)成員的方法(就像msg.pose.orientation)的方法，就可以調(diào)用或者賦值相應(yīng)類型的成員了．因為我們手上沒有傳感器，我們自己產(chǎn)生了double類型的變量賦值，從最底層float64 x y z之類的開始賦值，模擬機器人的運動．但其實如果一個好的定位傳感器自己有ROS的接口的話，很可能直接產(chǎn)生geometry_msgs/Point類型的變量，假設(shè)名字叫currentPosition，那么我們通過msg.pose.position = currentPosition給pose的位置賦值就可以了，因為pose.position也是geometry_msgs/Point類型的變量．這個大家接觸具體的傳感器就知道了．
另外這一講講了如何添加新的ROS依賴項．
那么目前我們總共聊了怎么發(fā)布string,int8,array和poseStamped．關(guān)于不同類型的消息，我們就講到這兒了．希望大家以后面對自己想要發(fā)布的不同類型的消息的時候，知道在ROS wiki中怎么找到并看懂相應(yīng)的資料．
下下講我們會介紹如何在類中發(fā)布和接收消息．在這之前呢，為了照顧到語言不那么熟的同學(xué)，我們可能下講就先回顧一下C++類的內(nèi)容．還會提到命名空間和模版，并且和ROS中出現(xiàn)的語法對應(yīng)起來．語言熟悉的同學(xué)就可以跳過下一講了．
