client library&roscpp

字数 1095阅读 34
Client Library & roscpp

ROS为机器人开发者提供了不同语言的编程接口,比如C++接口叫做roscpp,python接口叫做rospy,Java接口叫做rosjava。尽管语言不通,但这些接口都可以用来创建toppic、service、param实现ROS的通信功能。Client Library 有点类似开发中Helper Class,把一些常用的基本功能做了封装。
目前ROS支持的Clinet Library包括:



目前最常用的只有roscp与rospy,而其余的语言基本都还是测试版本。
整个ROS包括的package如下:


roscpp

roscpp位于 /opt/ros/kinetic 之下,用C++实现了ROS通信。在ROS中,C++的代码是通过catkin这个编译系统(扩展的CMake)来进行编译构建的。所以简单地理解,你也可以把roscpp就当作为一个C++的库,我们创建一个CMake工程,在其中include了roscpp等ROS的libraries,这样就可以在工程中使用ROS提供的函数了。
通常我们调用ROS的C++接口,首先就需要#include<ros/ros.h>
roscpp的主要部分包括:

  • ros:: init():解析传入的ros参数,创建node 第一步需要用到的函数
  • ros::NodeHandle :和topic、service、param等交互公共接口
  • ros::master : 包含从master查询信息函数
  • ros::this_node : 包含查询这个进程(node)的函数
  • ros::service :包含查询服务的函数
  • ros::param : 包含查询参数服务器的函数,而不需要用到的NodeHandle
  • ros::name : 包含处理ROS图资源名称的函数

具体可见:http://docs.ros.org/api/roscpp/html/index.html

节点初始、关闭以及NodeHandle

当执行一个ROS程序,就被加载到了内存中,就成为一个进程,在ROS里叫做节点。

初始化节点

对于一个c++写的ROS程序,之所以它区别普通C++,是因为代码中做了两层工作:

  1. 调用了ros::init()函数,从而初始化节点的名称和其他信息,。
  2. 创建ros::NodeHandle对象,也就是节点的句柄,它可以用来创建Publisher、Subscriber以及做其他事情。

句柄(Handle)这个概念可以理解为一个“把手”,你握住了把手,你握住了门手,就可以很容易把整扇门拉开,而不必关心门是什么样子。NodeHandle就是对节点资源的描述,有了它你就可以操作这个节点了,比如为程序提供服务、监听某个topic上的消息、访问和修改param等等。

关闭节点

通常我们要关闭一个节点可以直接在终端上按ctrl+c,系统会自动触发SIGINT句柄来关闭这个进程。你也可以通过调用ros::shutdown()来手动关闭节点,但通常我们很少这样做。
以下是一个节点初始化、关闭的例子。

#include<ros/ros.h>
int main(int argc, char ** argv){
    ros::init(argc, argv,"your_node_name");
    ros::NodeHandle nh; //NodeHandle是一个类, nh为一个对象
    //....
    //...
    ros::spin();
    return 0;
}

这段代码是最常见的一个ROS程序执行步骤,通常要启动节点,获取句柄,而关闭的工作系统自动帮我们完成,如果有特殊需要你可以自定义。你可能很关心句柄可以用来做些什么:

NodeHandle常用成员函数包括:

NodeHandle是Node的句柄,用来对当前节点进行各种操作。在ROS中,NodeHandle是一个定义好的类,通过include<ros/ros.h> ,我们可以创建这个类,以及使用它的成员函数。

//创建话题的publisher
ros::Publisher advertise(const string &topic, uint32_t queue_size, bool latch=false);
//第一个参数为发布话题的名称
//第二个是消息队列的最大长度,如果发布的消息超过这个长度而没有被接收,那么就的消息就会出队。通常设为一
个较小的数即可。
//第三个参数是是否锁存。某些话题并不是会以某个频率发布,比如/map这个topic,只有在初次订阅或者地图更新
这两种情况下,/map才会发布消息。这里就用到了锁存。
//创建话题的subscriber
ros::Subscriber subscribe(const string &topic, uint32_t queue_size, void(*)(M));
//第一个参数是订阅话题的名称
//第二个参数是订阅队列的长度,如果受到的消息都没来得及处理,那么新消息入队,就消息就会出队
//第三个参数是回调函数指针,指向回调函数来处理接收到的消息
//创建服务的server,提供服务
ros::ServiceServer advertiseService(const string &service, bool(*srv_func)(Mreq &, Mre
s &));
//第一个参数是service名称
//第二个参数是服务函数的指针,指向服务函数。指向的函数应该有两个参数,分别接受请求和响应。
//创建服务的client
ros::ServiceClient serviceClient(const string &service_name, bool persistent=false);
//第一个函数式service名称
//第二个参数用于设置服务的连接是否持续,如果为true,client将会保持与远程主机的连接,这样后续的请求会
快一些。通常我们设为flase
//查询某个参数的值
bool getParam(const string &key, std::string &s);
bool getParam (const std::string &key, double &d) const;
bool getParam (const std::string &key, int &i) const;
//从参数服务器上获取key对应的值,已重载了多个类型
//给参数赋值
void setParam (const std::string &key, const std::string &s) const;
void setParam (const std::string &key, const char *s) const;
void setParam (const std::string &key, int i) const;
//给key对应的val赋值,重载了多个类型的val

可以看出,NodeHandle对象在ROS C++程序里非常重要,各种类型的通信都需要用NodeHandle来创建完成。下面我们具体来看Topic 、service和param这种基本通信方式的写法。

ros::master Namespace

这里master不是类了,而是命名空间。
常用函数:

bool check(); 检查master是否启动
const string &getHost(); //返回master所处的hostname
bool getNodes(V_string&nodes); //从master返回已知的node名称列表
bool getTopics (V_Topiclnfo&topics);//返回所有正在被发布的topic列表
bool getURI(); //返回到mater的URL地址,如http://host:port/
unit32_t getPort();//返回master运行在的端口

使用方式,不需要创建一个对象:

ros::master::check()
ros::this_node Namespace

获取当前节点的信息
常用函数

void getAdvertosedTopics(V_string&topics);//返回本node发布的topic
cosnt string &getName();//返回当前node的名称
const string & getNamespace();// 返回当前node 的命名空间
void getSubscribedTopics(V_string&topics);//返回当前node订阅的topic
ros::service Namespace

常用函数

//调用一个RPC服务
bool call(const string &service ,Service & service)
//创建一个服务的client
ServiceClient createClient(const string &service_name, bool persistent = false, const M_string & header_values = M_string());
//确认五福可调用
bool exists(const string &service_name,bool print_failure_reason);
//等待一个服务,直到他可调用
bool waitForService(const string &service_name,init32_t timeout)
ros::names Namespace

常用函数

string append(const std::string &left,const std::string & right);//追加名称
string clean (const string & name);//清楚图资源名称:删除双斜线、结尾斜线
cosst M_string & getRemappings();// 返回重映射remapping
string remap(const string &name);//对名称重映射
string resolve(cosnt string & name, bool remap = true);//解析出名称的全名
bool validate(const string & name,string &error);//验证名称

推荐阅读更多精彩内容