????????大家好，我是虎哥，從今天開(kāi)始，我將花一段時(shí)間，開(kāi)始將自己從ROS1切換到ROS2，在上一篇中，我們一起了解ROS 2中節(jié)點(diǎn)的功能以及與之交互的工具， 這一篇，我們主要會(huì)圍繞ROS中另外一個(gè)重要的概念“Topic ”，詳細(xì)其具體的操作指令。

目錄

一、ROS2中話題（Topic in ROS 2）

1 、啟動(dòng)模擬節(jié)點(diǎn)

2、 rqt_graph

3、 ros2 topic list

4 、ros2 topic echo

5、 ros2 topic info

6 、ros2 interface show

7 、ros2 topic pub

8 、ros2 topic hz

9、總結(jié)

一、ROS2中話題（Topic in ROS 2）

ROS 2將復(fù)雜系統(tǒng)分解為許多模塊化節(jié)點(diǎn)?！癟opic ”是ROS圖的一個(gè)重要元素，充當(dāng)節(jié)點(diǎn)交換消息的總線。

?節(jié)點(diǎn)可以向任意數(shù)量的主題發(fā)布數(shù)據(jù)，并同時(shí)訂閱任意數(shù)量的話題“Topic ”。

?主題“Topic ”是數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)之間移動(dòng)的重要方式之一，因此在系統(tǒng)的不同部分之間移動(dòng)。

1 、啟動(dòng)模擬節(jié)點(diǎn)

到現(xiàn)在，你應(yīng)該可以輕松地啟動(dòng)turtlesim。打開(kāi)一個(gè)終端，執(zhí)行如下命令：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打開(kāi)一個(gè)新的終端，啟動(dòng)遙控節(jié)點(diǎn)：

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

2、 rqt_graph

在本教程中，我們將使用rqt_graph來(lái)可視化不斷變化的節(jié)點(diǎn)和主題，以及它們之間的連接。Turtlesim教程告訴您如何安裝rqt及其所有插件，包括rqt_graph。

sudo apt update
sudo apt install ros-eloquent-rqt*

啟動(dòng)

rqt_graph

?你還可以打開(kāi) rqt_graph 通過(guò)打開(kāi)rqt 選擇 Plugins > Introspection > Nodes Graph.

?????????您應(yīng)該看到上面的節(jié)點(diǎn)和主題，以及圍繞圖形外圍的兩個(gè)操作（現(xiàn)在讓我們忽略它們）。如果將鼠標(biāo)懸停在中心的主題上，您將看到如上圖所示的顏色高亮顯示。

????????該圖描述了/turtlesim節(jié)點(diǎn)和/teolep_turtle節(jié)點(diǎn)如何在主題上相互通信。/teolep_turtle節(jié)點(diǎn)正在向/turtle1/cmd_vel主題發(fā)布數(shù)據(jù)（您輸入的鍵擊以移動(dòng)海龜），/turtlesim節(jié)點(diǎn)訂閱該主題以接收數(shù)據(jù)。

?????????rqt_graph的突出顯示功能在檢查具有以多種不同方式連接的多個(gè)節(jié)點(diǎn)和主題的更復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)非常有用。rqt_graph是一個(gè)圖形化的工具?，F(xiàn)在我們來(lái)看一些用于主題的命令行工具。

3、 ros2 topic list

在新終端中運(yùn)行ros2 topic list命令將返回系統(tǒng)中當(dāng)前活動(dòng)的所有主題的列表：

ros2 topic list

/parameter_events
/rosout
/turtle1/cmd_vel
/turtle1/color_sensor
/turtle1/pose

ros2 topic list -t將返回相同的主題列表，這一次主題類型附加在每個(gè)主題后面的括號(hào)中：

ros2 topic list -t

nvidia@ubuntu:~$ ros2 topic list -t
/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]

主題"Topic"有名稱和類型。這些屬性，特別是類型，是節(jié)點(diǎn)在主題上移動(dòng)時(shí)如何知道自己在談?wù)撓嗤男畔⒌摹?/p>

如果您想知道所有這些主題在rqt_graph中的位置，可以取消選中下面的所有框

?不過(guò)，目前暫時(shí)，請(qǐng)選中這些選項(xiàng)以避免混淆。

4 、ros2 topic echo

要查看主題上發(fā)布的數(shù)據(jù)，請(qǐng)使用：

ros2 topic echo <topic_name>

由于我們知道/teolep_turtle通過(guò)/turtle1/cmd_vel主題向/turtlesim發(fā)布數(shù)據(jù)，因此讓我們使用echo來(lái)反思該主題：

ros2 topic echo /turtle1/cmd_vel

?現(xiàn)在，回到 rqt_graph and 取消選擇 the Debug box.

?/_ros2cll_29047是由我們剛剛運(yùn)行的echo創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)（數(shù)字會(huì)改變）?，F(xiàn)在，您可以看到發(fā)布者正在通過(guò)cmd_vel主題發(fā)布數(shù)據(jù)，并且訂閱了兩個(gè)訂閱者。

5、 ros2 topic info

主題不一定只有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交流；它可以是一對(duì)多、多對(duì)一或多對(duì)多。另一種方法是運(yùn)行：

ros2 topic info /turtle1/cmd_vel

會(huì)回復(fù)如下信息：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 topic info /turtle1/cmd_vel
Type: geometry_msgs/msg/Twist
Publisher count: 1
Subscriber count: 1

6 、ros2 interface show

節(jié)點(diǎn)使用消息通過(guò)主題發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)布者和訂閱者必須發(fā)送和接收相同類型的消息才能進(jìn)行通信。在運(yùn)行ros2主題列表之后，我們前面看到的主題類型-t讓我們知道每個(gè)主題可以發(fā)送什么類型的消息。

ros2 topic list -t

會(huì)回復(fù)帶類型的話題：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 topic list -t
/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]

cmd_vel主題的類型：

geometry_msgs/msg/Twist

這意味著在geometry_msgs包中有一個(gè)名為Twist的msg。

現(xiàn)在，我們可以在該類型上運(yùn)行ros2 interface show＜type＞.msg，以了解其詳細(xì)信息，特別是消息所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

ros2 interface show geometry_msgs/msg/Twist

會(huì)得到如下回復(fù)：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 interface show geometry_msgs/msg/Twist
# This expresses velocity in free space broken into its linear and angular parts.
?
Vector3  linear
Vector3  angular

回憶一下，之前我們的ECHO話題：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 topic echo /turtle1/cmd_vel
linear:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 2.0
---

linear 和angular 都是一個(gè)數(shù)組，每個(gè)數(shù)組有3個(gè)元素。

7 、ros2 topic pub

現(xiàn)在已經(jīng)有了消息結(jié)構(gòu)，可以使用以下命令行直接將數(shù)據(jù)發(fā)布到主題上：

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

“＜args＞”參數(shù)是您將傳遞給主題的實(shí)際數(shù)據(jù)，在上一節(jié)中剛剛發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)中。需要注意的是，這個(gè)參數(shù)需要以YAML語(yǔ)法輸入。按如下方式輸入完整命令：

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}}"

這個(gè)比起之前ROS1上還是直管了很多。

--once是可選參數(shù)，表示“發(fā)布一條消息然后退出”。

?回復(fù)內(nèi)容為：

publisher: beginning loop
publishing #1: geometry_msgs.msg.Twist(linear=geometry_msgs.msg.Vector3(x=2.0, y=0.0, z=0.0), angular=geometry_msgs.msg.Vector3(x=0.0, y=0.0, z=1.8))

Turtlesim（以及通常用來(lái)模仿的真實(shí)機(jī)器人）需要穩(wěn)定的命令流來(lái)連續(xù)操作。所以，為了讓烏龜繼續(xù)移動(dòng)，你可以跑：

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}}"

?小烏龜會(huì)一直繞圈圈。這里的區(qū)別是刪除了--once選項(xiàng)，添加了--rate 1選項(xiàng)，該選項(xiàng)告訴ros2主題pub以1Hz的穩(wěn)定流發(fā)布命令。

您可以刷新rqt_graph，以圖形方式查看正在發(fā)生的情況。你會(huì)看到ros 2主題PUB。。。節(jié)點(diǎn)（/ros2cli_29722）正在/turtle1/cmd_vel主題上發(fā)布，并由ros2主題echo接收。。。節(jié)點(diǎn)（/ros2cli_29884）和/turtlesim節(jié)點(diǎn)。

?最后，您可以對(duì)姿勢(shì)主題運(yùn)行echo并重新檢查rqt_graph：

ros2 topic echo /turtle1/pose

?在這種情況下，/turtlesim現(xiàn)在發(fā)布到pose主題，并訂閱了一個(gè)新的echo節(jié)點(diǎn)。

8 、ros2 topic hz

在此過(guò)程中的最后可以使用以下方法報(bào)告數(shù)據(jù)發(fā)布的速度：

ros2 topic hz /turtle1/pose

它將返回/turtlesim節(jié)點(diǎn)向pose主題發(fā)布數(shù)據(jù)的速率數(shù)據(jù)。

average rate: 56.477
    min: 0.004s max: 0.135s std dev: 0.01506s window: 65

可以再看看turtle1/cmd_vel

ros2 topic hz turtle1/cmd_vel

和我們之前寫(xiě)的一致，1HZ。

9、總結(jié)

????????結(jié)束前，此時(shí)，將有許多節(jié)點(diǎn)正在運(yùn)行。不要忘記通過(guò)關(guān)閉終端窗口或在每個(gè)終端中輸入“Ctrl+C”來(lái)停止它們。節(jié)點(diǎn)通過(guò)主題發(fā)布信息，這允許任何數(shù)量的其他節(jié)點(diǎn)訂閱和訪問(wèn)該信息。在本教程中，您使用rqt_graph和命令行工具檢查了主題上多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接?，F(xiàn)在，您應(yīng)該對(duì)ROS 2系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)如何移動(dòng)有了很好的了解。

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