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机器人编程趣味实践07-信息交互（主题）

编程
2023-03-31 10:31:23 时间

在网络上，沟通交流的方式主要有文字、图片和视频。对于专业人士，通常是公式和代码。

在表述一个数学或物理规律所用字节或占用空间由小到大：

  1. 公式
  2. 文字
  3. 图片
  4. 视频

理解难度由简单到困难，如下：

  1. 视频
  2. 图片
  3. 文字
  4. 公式

果然，鱼与熊掌不可兼得。

旅程开启

那么如何构建一个简单的局域网聊天工具呢？

这里只给出最简陋版本的。

复习一下节点：

  • ros2 node list

猜一下，主题列表命令如下：

  • ros2 topic list

那么公司的每位小伙伴都要订阅这个主题，随时查看是否需要开会（恩……开会挺**********，此处省略）

  • ros2 topic pub /meeting -1 std_msgs/msg/String data: "下午1：30分，996福报会议室开短会"

window终端也一样：

当然也完全支持图片、视频等格式，并且可以用图形化界面哦，来看一下吧：

在线的员工，如下图所示：

当然也可以给每个员工一个正式工号，留作思考题。

此外，信息也可以加密，未获授权的电脑无法观看，参考：

公司或者实验室内部各成员之间交流通知，采用这种方式就不需要xx了，充分保护隐私哦。

如果做成图形化界面，就是聊天工具。更多内容，后续补充。现在回归本节内容：

  • 信息交互（主题）

基本概念

在机器人操作系统中，将复杂的系统拆解为许多模块（松耦合）。主题是一个ROS图中的虚拟元素，用于展示节点之间消息传输。

一对一：

多对多：

到这里，节点和主题的概念，都已经清晰了。

更多内容参考：ROS 2主题-topics-

配置

下面，开启图形化示例（会议主题保留）：

rqt_graph

使用rqt_graph，可以清晰可视化节点和主题的动态，当然也包括它们的连接情况。

消息流向由箭头表示：

关于主题的全部命令如下：

usage: ros2 topic [-h] [--include-hidden-topics] Call `ros2 topic <command> -h` for more detailed usage. ...

Various topic related sub-commands

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --include-hidden-topics
                        Consider hidden topics as well

Commands:
  bw     Display bandwidth used by topic
  delay  Display delay of topic from timestamp in header
  echo   Output messages from a topic
  find   Output a list of available topics of a given type
  hz     Print the average publishing rate to screen
  info   Print information about a topic
  list   Output a list of available topics
  pub    Publish a message to a topic
  type   Print a topic's type

  Call `ros2 topic <command> -h` for more detailed usage.

演示一些内容如下：

  • ros2 topic list

主题列表

主题列表中传递的消息类型：

  • ros2 topic list -t

在图形化rqt_graph中，要显示所有主题，注意hide！

消息可以传输各类信息，类似编程语言中的各种变量。后续讲解。

主题消息显示

格式如下：

案例如下：

默认不会有任何反应，如非遥控键盘。

此时，查看：

echo对应n____ros2cli_8418

主题信息

主题支持一对一、一对多、多对一、多对多。

分别查看meeting和/turtle1/cmd_vel。

主题消息接口类型

必须用规范的消息相互通信。

如

geometry_msgs/msg/Twist

使用如下命令查看：

对应具体实现：

主题发布

命令格式：

以二维机器人速度发布为例：

注意参数的含义：

  1. --once 发布一次
  2. --rate 1 以1Hz频率发布

命令要多尝试，才能掌握。

主题消息频率

ros2 topic hz

具体案例，机器人位置姿态发布的频率？

退出

  • Ctrl+C

总结

节点通过主题发布信息，允许任意数量的其他节点订阅和访问此信息。在本实践中，使用rqt_graph和命令行工具查看了主题上多个节点之间的连接。现在应该对ROS2系统中数据的流动（通信）有了一个很好的理解。

附录

频率如何修改？

  pose_pub_ = nh_->create_publisher<turtlesim::msg::Pose>(real_name + "/pose", qos);
  auto p = std::make_unique<turtlesim::msg::Pose>();
  p->x = pos_.x();
  p->y = canvas_height - pos_.y();
  p->theta = orient_;
  p->linear_velocity = std::sqrt(lin_vel_x_ * lin_vel_x_ + lin_vel_y_ * lin_vel_y_);
  p->angular_velocity = ang_vel_;
  pose_pub_->publish(std::move(p));

会议演示代码？

#include <iostream>
#include <memory>

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

class MinimalSubscriber : public rclcpp::Node
{
public:
  MinimalSubscriber()
  : Node("meeting")
  {
//    subscription_ = this->create_subscription<std_msgs::msg::String>(
//     "meeting",
//      10,
//      [this](std_msgs::msg::String::UniquePtr msg) {
//        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "I heard: '%s'", msg->data.c_str());
//      });
 subscription_ = this->create_subscription<std_msgs::msg::String>(
     "meeting", 10, [this](std_msgs::msg::String::UniquePtr msg) {
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), msg->data.c_str());
        });
  }

private:
  rclcpp::Subscription<std_msgs::msg::String>::SharedPtr subscription_;
};

int main(int argc, char * argv[])
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  rclcpp::spin(std::make_shared<MinimalSubscriber>());
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

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