【日知录17】ROS初识_make -j2 -l2baozuo

ps:在b站发现另一个学习视频更详细更清楚，且搭建环境也很友好。赵虚左老师

1.关于ROS通信机制的一些理解

ROS wiki

在通信机制方面，有两种通信形式，话题（Topic）和服务（Service）。

话题（Topic）

异步通信，可以理解为给别人发邮件，只能单向传输。

节点在Node

服务（Service）

两种通讯机制的比较

理解层级关系

2.代码实现

2.1话题

发布者publisher

给海龟设定运动速度，角度。Twist（）

1.创建功能包 包含依赖项
2.创建发布者代码.cpp
3.配置CMakelist.txt中的编译规则

add_executable(velocity_publisher src/velocity_publisher.cpp)
target_link_libraries(velocity_publisher ${catin_LIBRARIES})
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注意：这里的 src/velocity_publisher.cpp 就是在第二步中ubuntu中写入的.cpp文件的文件名。如果此处文件名或者路径不对，会产生CMake相关报错。

4.编译和运行发布者
一共需要运行6个指令。

$ cd ~/catkin_ws //在catkin_ws文件夹内进行操作，也可以直接找到这个文件夹后，右键，在终端打开。
$ catkin_make    //编译，十分重要的一步，也很容易产生错误。
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简要分析一下第二步报错的解决，
1.如果是Camke错误，找到报错的对应行，然后看看文件名是否正确。
2.如果是自己手打的.cpp文件，可能存在一些名称错误，要自查。
3.在创建publisher之后，发布的topic的名称不对，如下图，括号内就是 这个topic的名称。
在之前的尝试中，我写成了

(“/turtle/cmd_vel”,10);
这个就是小海龟的对应名称。但是会报错。所以我又改成了
(“/turtle1/cmd_vel”,10); 注此处的修改时加了一个数字1。即第一个小海龟的意思。
这样之后再重新编译，即 $ catkin_make。成功

如果是这种错误：Invoking："make -j2 -l2"failed 那么建议自查一遍cpp文件是否有格式，拼写错误

接下来继续进行指令运行

 $ source devel/setup.bash 
 $ roscore  
 $ rosrun turtlesim turtlesim_node  
 $ rosrun learning_topic velocity_publisher 
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如下图所示就是成功运行的。
如果出现，代码一直跑，但小海龟不动的情况，参考上面我说的修改小海龟的名称这种方法。

订阅者subscriber

遇到过修改输出格式x,y坐标之后，一直没有同时显示两个坐标，之后通过重新catkin_make之后，成功输出x,y两个坐标。
订阅海龟的x.y 坐标并显示，pose（）

自定义话题

即自定义话题消息类型。
如何自定义数据，此处以自定义话题消息messages，自定义服务数据services这两种情况为例分析。
1.对编译文件的创建，变成不同的C++,python，完成数据接口定义
messages就新建msg文件夹
services就新建svc文件夹

2.对编译规则的设置，即对添加功能包依赖

################################################
## Declare ROS messages, services and actions ##
################################################

## To declare and build messages, services or actions from within this           //为了声明消息，服务，动作。需要做以下操作
## package, follow these steps:
## * Let MSG_DEP_SET be the set of packages whose message types you use in        //1.确保在创建工作空间时有依赖这些包
##   your messages/services/actions (e.g. std_msgs, actionlib_msgs, ...).
## * In the file package.xml:													//2.在package.xml文件中完成以下操作
##   * add a build_depend tag for "message_generation"    
##   * add a build_depend and a exec_depend tag for each package in MSG_DEP_SET
##   * If MSG_DEP_SET isn't empty the following dependency has been pulled in
##     but can be declared for certainty nonetheless:
##     * add a exec_depend tag for "message_runtime"

//所以有在xml文件中添加的这两行依赖
 <build_depend>message_generation</build_depend>  //编译依赖
  <exec_depend>message_runtime</exec_depend> ///执行依赖


## * In this file (CMakeLists.txt):                 //3.在Cmakelist文件中，需要做以下操作
##   * add "message_generation" and every package in MSG_DEP_SET to  //添加message_generation和每个在MSG_DEP_SET的包到find_package
##     find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS ...)
##   * add "message_runtime" and every package in MSG_DEP_SET to//添加message_runtime和每个在MSG_DEP_SET的包到catkin_package
##     catkin_package(CATKIN_DEPENDS ...)
##   * uncomment the add_*_files sections below as needed//没有在下面add_列出的部分，需要列出每个.msg .srv .action以保证被可以执行
##     and list every .msg/.srv/.action file to be processed
##   * uncomment the generate_messages entry below
##   * add every package in MSG_DEP_SET to generate_messages(DEPENDENCIES ...)

## Generate messages in the 'msg' folder  //列出部分add定义的格式，包括 message,service,action,
# add_message_files(
#   FILES
#   Message1.msg
#   Message2.msg
# )

## Generate services in the 'srv' folder
# add_service_files(
#   FILES
#   Service1.srv
#   Service2.srv
# )

## Generate actions in the 'action' folder
# add_action_files(
#   FILES
#   Action1.action
#   Action2.action
# )

## Generate added messages and services with any dependencies listed here //创建依赖
# generate_messages(
#   DEPENDENCIES
#   geometry_msgs#   std_msgs
# )


add_message_files(
  FILES
  Person.msg
)

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

//因此在cmakelist中进行这些操作
find_package(... message_generation)

add_message_files( FILES  Person.msg)
generate_messages( DEPENDENCIES std_msgs)
catkin_package(... message_runtime)
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理解Cmakelist里面的 Declare ROS messages，services and actions
同理，理解自定义服务数据。

C++

遇到过的编译报错，检查Cmakelist。

add_executable cannot create target"person_publisher" because another target with the same name already exists.
the existing target is an executable created in source directory
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原因是重复添加了add_executable()，导致重复编译。

python运行时的报错，暂未解决。应该是和数据输出格式有关系。

比较

不理解这里代码的count=0是什么意思。

//订阅者不知道什么时候会有消息进来，
//所以此处有回调函数poseCallback，一旦有消息进来则通过回调函数打印数据
    ros::Subscriber pose_sub = n.subscribe("/turtle1/pose", 10, poseCallback);

    // 循环等待回调函数，spin()会不断查看消息队列，是否有消息进入，有则调用poseCallback()
    ros::spin();
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const turtlesim::Pose::ConstPtr& msg//C++常指针，类型名 turtlesim::Pose
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What is ConstPtr&?

int main( argc **argv)的理解

综合以上两点，我看到弹幕里很多在问，为什么输出的时候用的是

ROS_INFO(“Turtle pose: x:%0.6f, y:%0.6f”, msg->x, msg->y);

其中的原因主要于指针有关。
我尝试将输出直接改成 msg.x msg.y，出现报错。

可以看出来应该是与回调函数中的指针输出格式有关系，所以查阅了C书中“指向结构体类型数据的指针”之后，明确输出格式。C++书中解释和这个类似。

this->height 
(*this).height  //.的优先级高于*，因此*this.height 相当于*(this.height)
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所以修改了指针

进一步思考，如果发送的是多个人的信息要怎么实现？即topic多发
单节点的多Topic同时收发
使用了数组，字符串

2.2服务

在catkin_make中的错误，一般是Cmakelist里面找。

Could NOT find std_msgs geometry_msgs
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百度之后说是缺少包，所以我又重新创建了一遍工作空间，估计是少依赖一个包。重新创建工作空间之后问题解决。成功创建第二个小海龟。

client

对于python版本实现，确实存在一些难度，比如古月居的视频是python2，而我目前是python3，在一些语法上会存在差异，总有这样那样的错误。

如何生成多个小海龟

server

因为本例只对server端进行编译，所以在最后程序实现时，通过rosservice call命令来调用服务
理解服务端的工作流程，初始化ROS节点，创建server实例/turtle_command ,创建publisher，通过发布消息使小海龟运动。显示“Ready to receive turtlr command”。在while循环中通过spinOnce()查看回调函数队列。
此时在终端通过rosservice call命令来调用/turtle_command服务，服务器开始调用回调函数，先将pubCommad标志位取反，显示“publish turtle velocity command [yes/no]”，返回显示“change turtle command state ”“success:true”
if判断，是否将话题消息发布给海龟仿真器，是则小海龟运动，否则小海龟停止。

自定义

理解一下这个客户端与服务端的工作流程。
服务端程序中，先执行创建服务端中的show_person服务，显示“Ready to show person information”之后循环等待回调函数，请求服务调用。
此时客户端程序中，ros::service::waitForService(“/show_person”)发现了/show_person服务，此时创建客户端名为/show_person，对数据进行初始化，之后请求/show_person服务调用，并显示“Call service to show person[name:Tom,age:20,sex=11]”,通过add_turtle.call(srv)将封装好的数据发送出去，并且一直在等待回复。
此时服务端的ros::spin()检查到队列中的数据，调用回调函数personCallback()，显示"Person: name :Tom age:20 sex:1"，并将结果res.result=“OK"返回给客户端中的add_turtle.call(srv)。
客户端继续运行，显示"Show person result:OK”

比较

rospy

借鉴某博主对于rospy库的一些理解

rospy创建和初始化一个node，不再需要NodeHandle（rospy没有设计NodeHandle这个句柄），创建topic、service等操作都直接用rospy里对应的方法即可。
rospy节点的初始化补衣服ing必须放在开头，在Publisher建立后再初始化也可以。
消息的创建更加简单，例如gps类型的消息可以直接用类似与构造函数的方式gps(state,x,y)创建。
日志的输出方式不同，C++是ROS_INFO()，Python中为rospy.loginfo()。
判断节点是否关闭的函数不同，C++为ros::ok()，Python为rospy.is_shutdown()。

2.3参数使用

相当于在工作空间内的参数字典

rosparam list
rosparam get param_key
rosparam set param_key param_value
rosparam dump file_name
rosparam load file_name
rosparam delete param_key
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2.4 tf

机器人坐标变换的3种可视化方法

rosrun tf view_frames
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遇到bug：TypeError: cannot use a string pattern on a bytes-like object
修改办法
显示图表

rosrun tf tf-rcho turtle1 turtle2
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rosrun rviz rviz -d`rospack find turtle_tf`/rviz/turtle_rviz.rviz
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