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理解 ROS节点

慕水
 慕水
发布于 2017/09/08 13:15
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先决条件

在本教程中我们将使用到一个轻量级的模拟器,请使用以下命令来安装:

$ sudo apt-get install ros-<distro>-ros-tutorials

用你使用的ROS发行版本名称(例如electric、fuerte、groovy、hydro等)替换掉'<distro>'。

 

图概念概述

  • Nodes:节点,一个节点即为一个可执行文件,它可以通过ROS与其它节点进行通信。

  • Messages:消息,消息是一种ROS数据类型,用于订阅或发布到一个话题。

  • Topics:话题,节点可以发布消息到话题,也可以订阅话题以接收消息。

  • Master:节点管理器,ROS名称服务 (比如帮助节点找到彼此)。

  • rosout: ROS中相当于stdout/stderr。

  • roscore: 主机+ rosout + 参数服务器 (参数服务器会在后面介绍)。

 

节点

一个节点其实只不过是ROS程序包中的一个可执行文件。ROS节点可以使用ROS客户库与其他节点通信。节点可以发布或接收一个话题。节点也可以提供或使用某种服务。

(节点是ros中非常重要的一个概念,为了帮助初学者理解这个概念,这里举一个通俗的例子:

例如,咱们有一个机器人,和一个遥控器,那么这个机器人和遥控器开始工作后,就是两个节点。遥控器起到了下达指 令的作用;机器人负责监听遥控器下达的指令,完成相应动作。从这里我们可以看出,节点是一个能执行特定工作任 务的工作单元,并且能够相互通信,从而实现一个机器人系统整体的功能。在这里我们把遥控器和机器人简单定义为两个节点,实际上在机器人中根据控制器、传感器、执行机构等不同组成模块,还可以将其进一步细分为更多的节点,这个是根据用户编写的程序来定义的。)

客户端库

ROS客户端库允许使用不同编程语言编写的节点之间互相通信:

  • rospy = python 客户端库
  • roscpp = c++ 客户端库

 

roscore

roscore 是你在运行所有ROS程序前首先要运行的命令。

请运行:

$ roscore

然后你会看到类似下面的输出信息:

  • ... logging to ~/.ros/log/9cf88ce4-b14d-11df-8a75-00251148e8cf/roslaunch-
    
    machine_name-13039.log
    Checking log directory for disk usage. This may take awhile.
    Press Ctrl-C to interrupt
    Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.
    
    started roslaunch server http://machine_name:33919/
    ros_comm version 1.4.7
    
    SUMMARY
    ========
    
    PARAMETERS
     * /rosversion
     * /rosdistro
    
    NODES
    
    auto-starting new master
    process[master]: started with pid [13054]
    ROS_MASTER_URI=http://machine_name:11311/
    
    setting /run_id to 9cf88ce4-b14d-11df-8a75-00251148e8cf
    process[rosout-1]: started with pid [13067]
    started core service [/rosout]

如果 roscore 运行后无法正常初始化,很有可能是存在网络配置问题。参见

网络设置——单机设置

如果 roscore 不能初始化并提示缺少权限,这可能是因为~/.ros文件夹

归属于root用户(只有root用户才能访问),修改该文件夹的用户归属关系:

 

$ sudo chown -R <your_username> ~/.ros

 

使用rosnode

打开一个新的终端, 可以使用 rosnode 像运行 roscore 一样看看在

运行什么...

 

注意: 当打开一个新的终端时,你的运行环境会复位,同时你的~/.bashrc

文件会复原。如果你在运行类似于rosnode的指令时出现一些问题,也许你需要添加

一些环境设置文件到你的~/.bashrc或者手动重新配置他们。

rosnode 显示当前运行的ROS节点信息。rosnode list 指令列出活跃的节点:

 

$ rosnode list
  • 你会看到:
  • /rosout

这表示当前只有一个节点在运行: rosout。因为这个节点用于收集和记录节点调

试输出信息,所以它总是在运行的。

rosnode info 命令返回的是关于一个特定节点的信息。

 

$ rosnode info /rosout

这给了我们更多的一些有关于rosout的信息, 例如,事实上由它发布

/rosout_agg.

  • ------------------------------------------------------------------------
    Node [/rosout]
    Publications:
     * /rosout_agg [rosgraph_msgs/Log]
    
    Subscriptions:
     * /rosout [unknown type]
    
    Services:
     * /rosout/set_logger_level
     * /rosout/get_loggers
    
    contacting node http://machine_name:54614/ ...
    Pid: 5092

现在,让我们看看更多的节点。为此,我们将使用rosrun 弹出另一个节点。

 

使用 rosrun

rosrun 允许你使用包名直接运行一个包内的节点(而不需要知道这个包的路径)。

用法:

 

$ rosrun [package_name] [node_name]

现在我们可以运行turtlesim包中的 turtlesim_node。

然后, 在一个 新的终端:

 

$ rosrun turtlesim turtlesim_node

你会看到 turtlesim 窗口:

  • turtlesim.png

注意: 这里的 turtle 可能和你的 turtlesim 窗口不同。别担心,这里有许多版本的turtle ,而你的是一个惊喜!(一个可爱的小彩蛋~)

在一个 新的终端:

 

$ rosnode list

你会看见类似于:

  • /rosout
    /turtlesim

ROS的一个强大特性就是你可以通过命令行重新配置名称。

关闭 turtlesim 窗口停止运行节点 (或者回到rosrun turtlesim终端并使用`ctrl

-C`)。现在让我们重新运行它,但是这一次使用Remapping Argument改变节点名称:

 

$ rosrun turtlesim turtlesim_node __name:=my_turtle

现在,我们退回使用 rosnode list:

 

$ rosnode list
  • 你会看见类似于:
  • /rosout
    /my_turtle

 

注意: 如果你仍看到 /turtlesim在列表中,这可能意味着你在终端中使用ctrl-C停

止节点而不是关闭窗口,或者你没有$ROS_HOSTNAME环境变量,这在

Network Setup - Single Machine Configuration中有定义。你可以尝试清除rosnode

列表,通过: $ rosnode cleanup

我们可以看到新的/my_turtle 节点。使用另外一个 rosnode 指令, ping, 来

测试:

 

$ rosnode ping my_turtle
  • rosnode: node is [/my_turtle]
    pinging /my_turtle with a timeout of 3.0s
    xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.152992ms
    xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.120090ms
    xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.700878ms
    xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.127958ms

 

回顾

本节所涉及的内容:

  • roscore = ros+core : master (provides name service for ROS) + rosout

(stdout/stderr) + parameter server (parameter server will be introduced

later)

  • rosnode = ros+node : ROS tool to get information about a node.
  • rosrun = ros+run : runs a node from a given package.

到这里,您已经了解了ROS节点是如何工作的,下一步,我们来了解一下

ROS话题。如果您想关闭

turtlesim_node,请按下“Ctrl-C”

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