6.2 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,就成为了一个进程,在ROS里叫做节点。每一个ROS的节点尽管功能不同,但都有必不可少的一些步骤,比如初始化、销毁,需要通行的场景通常都还需要节点的句柄。 这一节我们来学习Node最基本的一些操作。

6.2.1 初始化节点

对于一个C++写的ROS程序,之所以它区别于普通C++程序,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,一般我们ROS程序一开始都会以这种方式开始。
  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”,你握住了门把手,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。

6.2.2 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;
    //....节点功能
    //....
    ros::spin();//用于触发topic、service的响应队列
    return 0;
}

这段代码是最常见的一个ROS程序的执行步骤,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,如果有特殊需要你也可以自定义。你可能很关心句柄可以用来做些什么,接下来我们来看看NodeHandle常用的成员函数。

6.2.3 NodeHandle常用成员函数

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。

NodeHandle常用成员函数包括:

//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 &, Mres &)); 
//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这三种基本通信方式的写法。

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