[ROS] [笔记(1)] 一个最简单的例子：Hello Robot（消息、发布者与订阅者）

本例程包含如下内容：
1）创建编译 Package；
2）自定义消息；
3）发布者与订阅者。

0、Hello Robot 的场景：
我们想要完成这样一个场景：

1）有一系列 robot 排成一排（publisher）向管理员（subscriber）报道，每个人都发一个消息（robotID），包含 name 和 id 类似：
name=robot id=0
name=robot id=1
name=robot id=2

2）有一个管理员订阅了这个消息（robotID），然后读取消息内容并且和每个机器人打招呼：
hello robot 0
hello robot 1
hello robot 2

要完成以上的功能，我们需要创建消息（robotID）、发送消息的发送者（publisher）、接收消息的订阅者（subscriber）。他们之间的关系是这样的：

1、创建 ros 目录：
先我们为所有的 ROS 工程创建如下路径：

以后的笔记里面，我们把这一路径称作 ROS_PATH，这一路径就是我们所有 ros 工程的基本路径。

2、创建 workspace 和 package：
一个典型的 ros 工程是在一个 workspace 下包含若干个包，每一个包应该完成一套独立的功能。它的路径通常类似于：
workspace_folder/ -- WORKSPACE
src/ -1- SOURCE SPACE
CMakeLists.txt -- 'Toplevel' CMake file, provided by catkin
package_1/
CMakeLists.txt -- CMakeLists.txt file for package_1
package.xml -- Package manifest for package_1
...
package_n/
CMakeLists.txt -- CMakeLists.txt file for package_n
package.xml -- Package manifest for package_n

我们的 workspace 命名为 hellorobot_ws，我们将所有有关这一工程的包都放在 hellorobot_ws/src 路径下，现在进入 ROS_PATH 创建这个目录：
1） 创建 workspace：

2）创建 package：
我们在该 workspace 的 src 目录下创建一个名为 hellorobot 的 package：

这里面 std_msgs rospy roscpp 是我们通常一个最基本的C++包之中需要的依赖项。后面这些依赖项均可以通过配置 package.xml 进行更改。

3）编译 package：
即使什么都不写我们已经可以编译这个包了。编译包需要在 workspace 路径下

编译成功后在 ROS_PTAH/hellorobot_ws 下就可以看到如下目录结构已经生成了：
build
devel
src

顺便说一下大家在网上下git代码，其实都是其中一个包的src的部分，相当于我们的 ROS_PTAH/hellorobot_ws/src/hellorobot/src，因此只要放入这一目录再按照此步骤运行 catkin_make 即可。

3、创建自定义消息：
1）创建 robotMsg.msg 文件：
在这里我们需要一个消息，包含 name 和 id 两个字段，其中 name 自然都是 robot。我们在 ROS_PTAH/hellorobot_ws/src/hellorobot 路径下创建 msg 文件夹，然后新建 robotMsg.msg 文件：

文件内容如下：

2）在 package.xml 添加 message 依赖：
在 package.xml 中找到如下两行代码并且取消注释：

这两行分别表示在编译和运行时的 message 依赖。

3）在 CMakeList.txt 添加编译依赖：

找到 find_package 添加 message_generation，结果如下：

找到 add_message_files ，去掉注释并添加 robotMsg.msg 消息文件：

找到 generate_messages 函数去掉注释，结果如下：

找到 catkin_package 添加如下行并启用该部分，结果如下：

顺便说下，如果你运行 catkin_make 以后，这个消息的头文件生成在：
devel/include/hellorobot/robotMsg.h
目录下。

4、创建发布者 publisher：
我们在 ROS_PTAH/hellorobot_ws/src/hellorobot/src 目录下创建 publisher.cpp 文件，代码内容如下：

其中最关键的其实只有几行：

这一行声明了我们的 Node 名字叫 “publisher”。

这一行创建了一个 Node 句柄和 Publisher，它发布的消息是 “robotID”，后面的1000是缓存消息队列长度。

后面是一个循环来不断发送消息，其中：

这一部分是我们填写的消息内容，主要的后面两行，这是我们设计的消息部分。前面 header 基本上每个消息都会填写一下。

最后我们只需要：

就把消息发送出去了。

这一行也很关键，这是为了让后面 subscriber 的 callback 能够生效。

其余部分是控制循环时间的机制，这里就不赘述了。

5、创建订阅者 subscriber：
我们在 ROS_PTAH/hellorobot_ws/src/hellorobot/src 目录下创建 subscriber.cpp 文件，代码内容如下：

其中最关键的其实只有几行：

这是我们真正的回调函数，是 subscriber 接收到订阅消息的处理函数。这里我们仅仅是打出 msg 中我们之前定义的内容，id 和 name。

这一行与之前 Publisher 类似，唯一不同的是，这里用 checkRobotCallback 指定了我们之前定义的回调函数。

这一行与之前我们使用的 spinOnce 区别是，这里会进入一个循环，不停保持对 callback 的处理，因为我们这里是需要保持一直接收消息的，所以这里用 spin。

其余地方和之前介绍的 Publisher 内容一样。

6、编译：
1）修改 CMakeList.txt 添加 Publisher 和 Subscriber 编译项：
在 CMakeList.txt 文件结尾添加如下几行：

2）运行编译命令：
在 ROS_PTAH/hellorobot_ws/ 目录下运行 catkin 编译：

如果没有问题整个工程就编译完成了。

7、运行测试：
1）首先运行 roscore：

2）其次进入 workspace 目录配置环境：

3）运行 Publisher ：

将会看到类似输出：

4）新开一个 Terminal （Ctrl+Alt+T）运行 subscriber：

首先重复步骤2）配置环境。然后运行：

将会看到类似输出：

* 但实际上先打开 subscriber 再打开 publisher ，我这里会看到 subscriber 是从 3 开始的，这个还不清楚是什么原因会漏掉前3个消息。

错误提示：
1、错误：Failed to contact master
如果看到如下错误：
[ERROR] [1446531999.044935824]: [registerPublisher] Failed to contact master at [localhost:11311]. Retrying...

请检查 roscore 是否正常打开。

源码下载：
hellorobot.tar

参考文献：
[1] http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/WritingPublisherSubscriber%28c%2B%2B%29