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7、ROS2话题通讯

1、话题通讯简介​

话题通讯是ROS2使用频率最高的一种通信方式，有发布者发布指定话题的数据，订阅者只要订阅了该话题的数据，就可以接收到数据。

话题通信是基于发布/订阅模型，如图：

image8

话题数据传输的特性是从一个节点到另外一个节点，发送数据的对象称之为发布者 ，接收数据的对象称之为订阅者 ，每一个话题都需要有一个名字，传输的数据也需要有固定的数据类型。

接下来就说明下如何使用Python语言实现节点之间的话题通讯。

2、新建功能包​

  • 切换到工作空间src目录下
  • 新建pkg_topic功能包

xxxxxxxxxx ros2 pkg create pkg_topic \--build-type ament_python \--dependencies rclpy \--node-name publisher_demo

执行完上述命令，会创建pkg_topic功能包，同时会创建一个publisher_demo的节点，并且已经配置好相关的配置文件

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3、发布方实现​

3.1 创建发布方​

接下来编辑【publisher_demo.py】实现发布方的功能，添加如下代码：

xxxxxxxxxx #导入rclpy库 import rclpy from rclpy . node import Node #导入String字符串消息 from std_msgs . msg import String #创建一个继承于Node基类的Topic_Pub节点子类 传入一个参数name class Topic_Pub ( Node ): def __init__ ( self , name ): super (). __init__ ( name ) #创建一个发布者，使用create_publisher的函数，传入的参数分别是： #话题数据类型、话题名称、保存消息的队列长度 self . pub = self . create_publisher ( String , "/topic_demo" , 1 ) #创建一个定时器，间隔1s进入中断处理函数，传入的参数分别是： #中断函数执行的间隔时间，中断处理函数 self . timer = self . create_timer ( 1 , self . pub_msg ) #定义中断处理函数 def pub_msg ( self ): msg = String () #创建一个String类型的变量msg msg . data = "Hi,I send a message." #给msg里边的data赋值 self . pub . publish ( msg ) #发布话题数据 #主函数 def main (): rclpy . init () #初始化 pub_demo = Topic_Pub ( "publisher_node" ) #创建Topic_Pub类对象，传入的参数就是节点的名字 rclpy . spin ( pub_demo ) #执行rclpy.spin函数，里边传入一个参数，参数是刚才创建好的Topic_Pub类对象 pub_demo . destroy_node () #销毁节点对象 rclpy . shutdown () #关闭ROS2 Python接口

3.2 编辑配置文件​

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3.3 编译功能包​

  • 编译功能包

xxxxxxxxxx colcon build \-- packages \- select pkg_topic

  • 在工作空间下刷新环境变量

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3.4 运行程序​

  • 刷新环境变量后运行命令

xxxxxxxxxx ros2 run pkg_topic publisher_demo

程序成功运行后是没有打印任何东西的，我们可以通过ros2 topic 工具来查看数据，首先，先查看这个是否有话题发布，开启另一个终端输入：

xxxxxxxxxx ros2 topic list

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这个topic_demo就是程序里定义的话题数据了，接下来，我们用ros2 topic echo来打印下这个数据，终端输入：

xxxxxxxxxx ros2 topic echo /topic_demo

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可以看出，终端打印的"Hi,I send a message."与我们代码里边的msg.data = "Hi,I send a message."一致。

4、订阅方实现​

4.1 创建订阅方​

在【publisher_demo.py】同级目录下新建文件【subscriber_demo.py】

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接下来编辑【subscriber_demo.py】实现订阅方的功能，添加如下代码：

xxxxxxxxxx #导入相关的库 import rclpy from rclpy . node import Node from std_msgs . msg import String ​ class Topic_Sub ( Node ): def __init__ ( self , name ): super (). __init__ ( name ) #创建订阅者使用的是create_subscription，传入的参数分别是：话题数据类型，话题名称，回调函数名称，队列长度 self . sub = self . create_subscription ( String , "/topic_demo" , self . sub_callback , 1 ) #回调函数执行程序：打印接收的到信息 def sub_callback ( self , msg ): # print(msg.data,flush=True) self . get_logger (). info ( msg . data ) ​ ​ ​ def main (): rclpy . init () #ROS2 Python接口初始化 sub_demo = Topic_Sub ( "subscriber_node" ) # 创建对象并进行初始化 rclpy . spin ( sub_demo ) sub_demo . destroy_node () #销毁节点对象 rclpy . shutdown () #关闭ROS2 Python接口

4.2 编辑配置文件​

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4.3 编译工作空间​

  • 编译功能包

xxxxxxxxxx colcon build \--packages-select pkg_topic

  • 在工作空间下刷新环境变量

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4.4 运行程序​

分割终端执行如下：

xxxxxxxxxx #启动发布者节点 ros2 run pkg_topic publisher_demo #启动订阅者节点 ros2 run pkg_topic subscriber_demo

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如上图所示，运行订阅者这点的终端会打印发布者发布的/topic_demo的信息。