编写简单的发布器和订阅器（C++）

目标 使用 C++ 创建并运行一个发布者和订阅者节点。

辅导水平： 初学者

时间 20 分钟

背景介绍

节点 是通过 ROS 图进行通信的可执行进程。在本教程中，节点将以字符串信息的形式通过 主题.这里使用的示例是一个简单的 "说者 "和 "听者 "系统；一个节点发布数据，另一个节点订阅主题以便接收数据。

这些示例中使用的代码如下 这里.

先决条件

在前面的教程中，您学习了如何 创建工作区 和 创建软件包.

任务

1 创建软件包

打开一个新终端，然后 为您的 ROS 2 安装提供源代码 以便 玫瑰2 命令即可运行。

导航进入 ros2_ws 目录中创建的 上一个教程.

回顾一下，软件包应在 来源 目录，而不是工作区的根目录。因此，导航到 ros2_ws/src然后运行软件包创建命令：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake --license Apache-2.0 cpp_pubsub

您的终端将返回一条信息，验证是否创建了软件包 cpp_pubsub 及其所有必要的文件和文件夹。

导航进入 ros2_ws/src/cpp_pubsub/src.请注意，这是 CMake 软件包中包含可执行文件的源文件所在的目录。

2 写入发布节点

输入以下命令下载通话代码示例：

wget -O publisher_lambda_function.cpp https://raw.githubusercontent.com/ros2/examples/jazzy/rclcpp/topics/minimal_publisher/lambda.cpp

现在将有一个名为 publisher_lambda_function.cpp.使用您喜欢的文本编辑器打开文件。

#include 时间顺序<chrono>；
#include <内存>；
#include <字符串>；

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"；
#include "std_msgs/msg/string.hpp"；

使用 命名空间 标准::计时器;

/* 本例创建了 Node 的子类，并使用了花哨的 C++11 lambda
* 函数来缩短回调语法，但代价是使
* 代码乍一看有些难以理解。*/

类 最小出版商 : 公 rclcpp::节点
{
公:
  最小出版商()
  : 节点("minimal_publisher"；), count_(0)
  {
    出版商_ = 此->；创建出版商<；std_msgs::信息::字符串>；("主题"；, 10);
    汽车 定时器回调 =
      [此]() ->； 空白 {
        汽车 信息 = std_msgs::信息::字符串();
        信息.数据 = 世界，你好！"； + 标准::to_string(此->；count_++);
        RCLCPP_INFO(此->；get_logger(), "出版：'%s'"；, 信息.数据.c_str());
        此->；出版商_->；发布(信息);
      };
    定时器 = 此->；创建隔离墙计时器(500毫秒, 定时器回调);
  }

私人:
  rclcpp::定时器基数::SharedPtr 定时器;
  rclcpp::出版商<；std_msgs::信息::字符串>:：SharedPtr 出版商_;
  size_t count_;
};

int 主要(int 参数, 烧焦 * 参数[])
{
  rclcpp::启动(参数, 参数);
  rclcpp::后旋(标准::共享<；最小出版商>；());
  rclcpp::关闭();
  返回 0;
}

2.1 检查代码

代码顶部包含您将使用的标准 C++ 头文件。标准 C++ 头文件之后是 rclcpp/rclcpp.hpp include 允许你使用 ROS 2 系统中最常用的组件。最后是 std_msgs/msg/string.hpp，其中包括用于发布数据的内置消息类型。

#include 时间顺序<chrono>；
#include <内存>；
#include <字符串>；

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"；
#include "std_msgs/msg/string.hpp"；

使用 命名空间 标准::计时器;

这些线条代表节点的依赖关系。请注意，必须将依赖关系添加到 package.xml 和 CMakeLists.txt您将在下一节中完成这一操作。

下一行创建节点类 最小出版商 继承自 rclcpp::Node.每 此 是指节点。

类 最小出版商 : 公 rclcpp::节点

公共构造函数为节点命名 最小出版商 并初始化 count_ 初始化为 0。 字符串 消息类型、主题名称 主题以及所需的队列大小，以便在备份时限制信息。下一步是 羊羔函数 人称 定时器回调 声明。它对当前对象执行旁引用捕获 此不需要输入参数，返回 void。返回 定时器回调 函数会创建一个类型为 字符串，将其数据设置为所需字符串并发布。该 RCLCPP_INFO 宏确保每一条发布的信息都会打印到控制台。最后 定时器 被初始化，这会导致 定时器回调 函数每秒执行两次。

公:
  最小出版商()
  : 节点("minimal_publisher"；), count_(0)
  {
    出版商_ = 此->；创建出版商<；std_msgs::信息::字符串>；("主题"；, 10);
    汽车 定时器回调 =
      [此]() ->； 空白 {
        汽车 信息 = std_msgs::信息::字符串();
        信息.数据 = 世界，你好！"； + 标准::to_string(此->；count_++);
        RCLCPP_INFO(此->；get_logger(), "出版：'%s'"；, 信息.数据.c_str());
        此->；出版商_->；发布(信息);
      };
    定时器 = 此->；创建隔离墙计时器(500毫秒, 定时器回调);
  }

类的底部是定时器、发布者和计数器字段的声明。

私人:
  rclcpp::定时器基数::SharedPtr 定时器;
  rclcpp::出版商<；std_msgs::信息::字符串>:：SharedPtr 出版商_;
  size_t count_;

继 最小出版商 类是 主要，节点实际执行的位置。 rclcpp::init 初始化 ROS 2，以及 rclcpp::spin 开始处理来自节点的数据，包括来自定时器的回调。

int 主要(int 参数, 烧焦 * 参数[])
{
  rclcpp::启动(参数, 参数);
  rclcpp::后旋(标准::共享<；最小出版商>；());
  rclcpp::关闭();
  返回 0;
}

2.2 添加依赖项

导航一级回到 ros2_ws/src/cpp_pubsub 目录中的 CMakeLists.txt 和 package.xml 文件已为您创建。

开放 package.xml 使用文本编辑器。

正如 上一个教程请确保填写 <描述>；, <维护者>； 和 许可证 标签

<描述>；实例 的 极少 出版商/订户 使用 rclcpp</description>；
维护者 电子邮件="[email protected]"；>；您的 名称维护人员</maintainer>；
许可证Apache-2.0</license>；

在 ament_cmake buildtool 依赖关系，并粘贴与节点的 include 语句相对应的下列依赖关系：

<依赖>；rclcpp依赖</depend>；
<依赖>；std_msgs依赖</depend>；

这就声明了软件包需要 rclcpp 和 std_msgs 在构建和执行代码时。

确保保存文件。

2.3 CMakeLists.txt

现在打开 CMakeLists.txt 文件。在现有依赖关系的下方 find_package(ament_cmake 必填)添加这几行：

find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)

然后，添加可执行文件并将其命名为 话匣子 这样您就可以使用 玫瑰2 运行:

add_executable(talker src/publisher_lambda_function.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)

最后，添加 install(TARGETS...) 因此 玫瑰2 运行 能找到你的可执行文件：

install(TARGETS
  话匣子
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

您可以清理您的 CMakeLists.txt 删除了一些不必要的部分和注释，所以看起来像这样：

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
项目（cpp_pubsub）

# 默认值 至 C++14
if(NOT CMAKE_CXX_STANDARD)
  set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
endif()

if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
  add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)

add_executable(talker src/publisher_lambda_function.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)

install(TARGETS
  话匣子
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

ament_package()

你可以现在就构建你的软件包，获取本地设置文件，然后运行它，但让我们先创建用户节点，这样你就能看到整个系统的运行情况。

3 写入用户节点

返回 ros2_ws/src/cpp_pubsub/src 来创建下一个节点。在终端中输入以下代码

wget -O subscriber_lambda_function.cpp https://raw.githubusercontent.com/ros2/examples/jazzy/rclcpp/topics/minimal_subscriber/lambda.cpp

检查以确保这些文件存在：

publisher_lambda_function.cpp subscriber_lambda_function.cpp

打开 subscriber_lambda_function.cpp 使用文本编辑器。

#include <内存>；

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"；
#include "std_msgs/msg/string.hpp"；

类 最小订阅者 : 公 rclcpp::节点
{
公:
  最小订阅者()
  : 节点("minimal_subscriber"；)
  {
    汽车 topic_callback =
      [此](std_msgs::信息::字符串::UniquePtr 信息) ->； 空白 {
        RCLCPP_INFO(此->；get_logger(), "我听说：'%s'"；, 信息->；数据.c_str());
      };
    订阅_ =
      此->；创建订阅<；std_msgs::信息::字符串>；("主题"；, 10, topic_callback);
  }

私人:
  rclcpp::订阅<；std_msgs::信息::字符串>:：SharedPtr 订阅_;
};

int 主要(int 参数, 烧焦 * 参数[])
{
  rclcpp::启动(参数, 参数);
  rclcpp::后旋(标准::共享<；最小订阅者>；());
  rclcpp::关闭();
  返回 0;
}

3.1 检查代码

订阅者节点的代码与发布者节点几乎完全相同。现在节点被命名为 最小订阅者，构造函数使用节点的 创建订阅 函数来执行回调。

没有计时器，因为订阅者只需在数据发布到 主题 主题。

"(《世界人权宣言》) topic_callback 函数接收通过主题发布的字符串消息数据，并使用 RCLCPP_INFO 宏观。

回顾 主题教程 发布者和订阅者使用的主题名称和信息类型必须匹配，才能进行通信。

公:
  最小订阅者()
  : 节点("minimal_subscriber"；)
  {
    汽车 topic_callback =
      [此](std_msgs::信息::字符串::UniquePtr 信息) ->； 空白 {
        RCLCPP_INFO(此->；get_logger(), "我听说：'%s'"；, 信息->；数据.c_str());
      };
    订阅_ =
      此->；创建订阅<；std_msgs::信息::字符串>；("主题"；, 10, topic_callback);
  }

该类中唯一的字段声明是订阅。

私人:
  rclcpp::订阅<；std_msgs::信息::字符串>:：SharedPtr 订阅_;

"(《世界人权宣言》) 主要 函数完全相同，只不过现在它会旋转 最小订阅者 节点。对发布节点来说，旋转意味着启动定时器，但对订阅节点来说，旋转只是意味着准备随时接收信息。

由于该节点与发布者节点具有相同的依赖关系，因此没有什么新内容需要添加到 package.xml.

3.2 CMakeLists.txt

重新开放 CMakeLists.txt 并在发布者条目下方为订阅者节点添加可执行文件和目标。

添加可执行(听众 src/subscriber_lambda_function.cpp)
ament_target_dependencies(听众 rclcpp std_msgs)

安装(目标
  话匣子
  听众
  目的地 lib/${项目名称})

确保保存文件，然后你的发布/分站系统就应该准备就绪了。

4 构建和运行

您可能已经拥有 rclcpp 和 std_msgs 软件包是 ROS 2 系统的一部分。运行 rosdep 在工作区的根目录 (ros2_ws) 在构建前检查是否缺少依赖项：

rosdep install -i --from-path src --rosdistro jazzy -y

还是在工作区的根目录下、 ros2_ws, 构建您的新软件包：

colcon build --packages-select cpp_pubsub

打开一个新终端，导航至 ros2_ws并获取设置文件：

install/setup.bash

现在运行 Talker 节点：

ros2 运行 cpp_pubsub talker

终端应该开始每 0.5 秒发布一次信息，就像这样：

[INFO] [minimal_publisher]：Publishing: "Hello World: 0"；
[INFO] [minimal_publisher]：Publishing: "Hello World: 1"；
[INFO] [minimal_publisher]：Publishing: "Hello World: 2"；
[INFO] [minimal_publisher]：Publishing: "Hello World: 3"；
[INFO] [minimal_publisher]：Publishing: "Hello World: 4"；

打开另一个终端，从里面获取设置文件的源代码 ros2_ws 然后启动监听节点：

ros2 运行 cpp_pubsub 监听器

监听器将开始向控制台打印消息，从发布者当时的消息计数开始，就像这样：

[INFO] [minimal_subscriber]：我听到: "Hello World: 10"；
[INFO] [minimal_subscriber]：我听到: "Hello World: 11"；
[INFO] [minimal_subscriber]：我听到: "Hello World: 12"；
[INFO] [minimal_subscriber]：我听到: "Hello World: 13"；
[INFO] [minimal_subscriber]：我听到: "Hello World: 14"；

进入 Ctrl+C 以阻止节点旋转。

摘要

您创建了两个节点，用于通过主题发布和订阅数据。在编译和运行它们之前，您在软件包配置文件中添加了它们的依赖项和可执行文件。

下一步工作

接下来，您将使用服务/客户端模型创建另一个简单的 ROS 2 软件包。同样，你可以选择用 C++ 或 Python.

相关内容

用 C++ 编写发布程序和订阅程序有多种方法，请查看 最小出版商 和 最小订阅者 中的软件包 ros2/examples repo.