ROS 2 | 主题 -topics-

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2020年3月6日 02时18分

前序:ROS 2| 节点 -nodes-

 

本节详细介绍主题topic。

 

1. 如何理解主题topic:

 

ROS 2将复杂的系统分解为许多模块化的节点。主题是ROS图(ROS graph)的重要元素,功能为节点交换消息的总线。节点可以将数据发布到任意数量的主题,与此同时,可以实现对任意数量主题的订阅。主题是节点间数据交互的重要方式,同样也适用于系统各种不同模块之间的交互。

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图

 

2. 主题topic有哪些命令功能:

 

使用如下命令:

ros2 topic -h

 

显示如下:

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(1)

 

主要有:

·   bw:显示所查阅主题的带宽
·   delay:显示延迟
·   echo:输出主题消息
·   find:列出选定主题
·   hz:输出平均发布频率
·   info:显示主题消息
·   list:列出可使用的主题表
·   pub:发布消息到主题
·   type:输出主题类型

 

3. 如何掌握主题topic

 

如之前一节学习类似,先打开turtlesim和teleop节点:

ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

 

rqt_graph工具:

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(2)

 

3.1 命令工具

 

在新终端中运行该命令ros2 topic list将返回系统中当前活动的所有主题的列表:

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(3)

 

更详细的功能:ros2 topic list -t

 

返回相同的主题列表,这次主题类型显示在每个主题后面的括号中:

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(4)

 

主题具有名称和类型。这些属性(尤其是类型)是节点用于交互相同信息的基础。

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(5)

 

3.2 显示主题消息

 

要查看有关某个主题的发布数据,使用:

ros2 topic echo <topic_name>

 

例如:/turtle1/cmd_vel

ros2 topic echo /turtle1/cmd_vel

 

如果没有消息,该命令不会返回任何数据。

 

点击键盘方向左键。

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(6)

 

3.3 显示主题信息

 

主题不必只是点对点的交互;它可以是一对多,多对一或多对多。

 

使用如下命令查阅主题状态信息:

ros2 topic info /turtle1/cmd_vel

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(7)

 

一个发布,两个订阅,思考分别为哪些?

 

3.4 订阅发布类型

 

节点使用消息通过主题发送和接收数据。发布者和订阅者必须发送和接收相同类型的消息才能进行通信。

 

上述主题对应的类似分别如下:

·   /parameter_events [rcl_interfaces/msg/ParameterEvent]
·   /rosout [rcl_interfaces/msg/Log]
·   /turtle1/cmd_vel [geometry_msgs/msg/Twist]
·   /turtle1/color_sensor [turtlesim/msg/Color]
·   /turtle1/pose [turtlesim/msg/Pose]

 

其中,

geometry_msgs/msg/Twist

 

表示在在geometry_msgs包中有一个msg被称为Twist。

 

可以运行此类型以了解其详细信息,特别是消息期望的数据结构。

ros2 interface show <type>.msg

 

如:

ros2 interface show geometry_msgs/msg/Twist.msg

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(8)

 

3.5 发布主题消息

 

知道消息结构后,可以使用以下命令直接从命令行将数据发布到主题上:

ros2 topic pub <topic_name> <msg_type> "<args>"

 

该'<args>’参数是传递给主题的实际数据。

 

注意,windows使用”<args>”。

 

此参数需要以YAML语法输入。输入完整的命令,如下所示:

ros2 topic pub --once /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"

 

–once 是一个可选参数,意思是“发布一条消息然后退出”。

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(9)

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(10)

 

更多参数:

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(11)

 

ros2 topic pub --rate 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"

 

以1 Hz的频率发布速度指令。

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(12)

 

改变不同的角速度,可以画出不同半径的圆形轨迹。

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(13)

 

显示小乌龟目前的坐标信息:

ros2 topic echo /turtle1/pose

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(14)

 

3.6 主题频率

 

查看主题消息发布的频率使用如下命令:

ros2 topic hz /turtle1/pose

 

频率约60hz左右,如下图所示:

 

ROS 2 | 主题 -topics-插图(15)

 

4. 关闭节点

 

很多节点在运行。不要忘记通过关闭终端窗口或在每个终端中输入Ctrl+C停止它们。

 

这些内容基本于ROS1相似,部分将rostopic更新为ros2 topic。

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