ROS机器人操作系统的安装、配置与初级教程 6

理解 ROS 节点

简介: 本教程主要介绍 ROS 图（graph）概念 并讨论roscore、rosnode和 rosrun 命令行工具的使用。

难度: 初级

下节: 理解ROS话题

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1 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：在线环境中实验楼已经安装，可直接学习

$ sudo apt-get install ros-indigo-ros-tutorials

2 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)。

3 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。

4 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

5 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.logChecking log directory for disk usage. This may take awhile.Press Ctrl-C to interruptDone checking log file disk usage. Usage is <1GB.started roslaunch server http://machine_name:33919/ros_comm version 1.4.7SUMMARY========PARAMETERS * /rosversion * /rosdistroNODESauto-starting new masterprocess[master]: started with pid [13054]ROS_MASTER_URI=http://machine_name:11311/setting /run_id to 9cf88ce4-b14d-11df-8a75-00251148e8cfprocess[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 http://wiki.ros.org/ROS/NetworkSetup 。

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

6 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_loggerscontacting 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。

7 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:

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!

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 3.0sxmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.152992msxmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.120090msxmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.700878msxmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.127958ms

8 回顾

本节所涉及的内容:

1. roscore = ros+core : master (provides name service for ROS) + rosout (stdout/stderr) + parameter server (parameter server will be introduced later)

2. rosnode = ros+node : ROS tool to get information about a node.

3. 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。