如何编写ros的python程序

ROS Indigo beginner_Tutorials-10 编写 ROS 话题版的 Hello World 程序（Python版）

我使用的虚拟机软件：VMware Workstation 11 

使用的Ubuntu系统：Ubuntu 14.04.4 LTS 

ROS 版本：ROS Indigo

1. 前言 ：

Hello world 程序，在我们编程界，代表学习某种语言编写的第一个程序。对于 ROS 机器人 *** 作系统来说握乱，这个 Hello World 程序就是 ： 写一个简单的消息发布器(发送) 和 订阅器(接收)。

2. 准备工作 ：

C++ 的程序都会存放在每个程序包的 src 文件夹里。 Python 不同，Python 程序都存放在 scripts 文件夹中， 反正意思都是 源文件 包。 

Step 1 . 所以，先在 beginner_tutorials 软件包中创建一个 scripts 文件夹：

$ roscd beginner_tutorials$ mkdir scripts$ cd scripts123

3. 编写消息发布器节点程序：

如果你懒得去写的话，你可以使用 wget 命令， 在 github 上获取一个 talker.py 源代码。如何获取呢 ? 

Step 2 . 开一个终端，输入下面的命令就可以获取 talker.py ：

$ wget

-devel/rospy_tutorials/001_talker_listener/talker.py$ ls

talker.py123

但是我建议你亲自动手，写一写：手动创建一个 talker.py 文件在 /scripys 文件夹里：

$ roscd beginner_tutorials/scripts$ gedit talker.py12

将这上面链接里的代码手动输入到 talker.py 文件中。（我就不将代码贴上来了）

下面我来讲解一下代码：

Step 3 . 最后一步，给这个 talker.py 文件加上可执行权限：

$ chmod +x talker.py1

这样，一个发布器就编写完了。我们不要急着去运行它，现在我们编写一个订阅器，来接收这个发布器发布的话题：

4. 编写消息订阅器节点程序：

Step 4 . 和发布器一样，我们使用wget命令获取订阅器的源代码 listener.py：

$ roscd beginner_tutorials/scripts/$ wget

ials/indigo-devel/rospy_tutorials/001_talker_listener/listener.py$ ls

listener.py  talker.py1234

但是，我还是雀皮前建议你自己动手写一下。

好吧，下面我们开始讲解 listener.py 里面的代码，这个listener.py程序的代码简单：

Step 5 . 最后不要忘了给这个listener.py 加可执行权限：

$ chmod +x listener.py1

5. 运行 ：

对于python 来说，我们不需要使用 catkin_make 命令对 ~/catkin_ws 工作空间进行编译。因为python文件本身就是可执行文件（前提是我们给它添加可执行权限）。

OK，发布器 和 订阅器 都创建完了。下面我们运行它们，看看效果：

Step 6 . 新打开一个终端，先执行 roscore 命令：

$ roscore1

Step 7 . 新打开一个终端，启动 发布器 ：

$ rosrun beginner_tutorials talker.py  1

Step 8 . 新打开一个终端，启动 订阅器 ：

$ rosrun beginner_tutorials listener.py 1

运行效果：

Step 9 . 我们来使用 rostopic list ，看看当前的话题有哪些：

$ rostopic list

/chatter

/rosout

/rosout_agg1234

其中 /chatter 就是我们在发布器里面发布的 ROS话题。

6. 扩展，编写一个启动脚本文件 ：

还记得上一顷清节，我们讲的ROS的启动脚本文件吧，下面我们来编写一个launch文件，来将 talker.py 和listener.py 文件的启动工作交个这个launch文件来做：

Step 10 . 来到 beginner_tutorials程序包的 /launch 路径下，新建一个 hello_world_topic.launch 文件：

$ roscd  beginner_tutorials/launch$ gedit hello_world_topic.launch   #使用你自己喜欢的文本编辑器12

Step 11 . 输入下面的代码：

<launch>

<node pkg="beginner_tutorials" name="talker" type="talker.py" />

<node pkg="beginner_tutorials" name="listener" type="listener.py" /></launch>1234

Step 12 . 现在，将之前打开的终端都关闭，我们启动这个脚本： （开一个终端 ： Ctrl+Alt+T）

$ roslaunch beginner_tutorials hello_world_topic.launch1

运行结果：

上面截图的输出显示： talker.py 和 listener.py 脚本运行成功。但是并没有出现刷屏的现象。这是为什么？ 为了证明这个脚本程序真的成功的运行了，我们来试一试：

Step 13 . 重新开一个终端，输入下面的命令：

$ rosrun list$ rostopic list$ rostopic echo /chatter123

Step 14 . 现在 Ctrl+C 结束监听 /chatter 话题。使用 rqt_graph 对当前启动的节点可视化：

$ rqt_graph1

这些足以说明，hello_world_topic.launch 启动脚本文件，启动成功。

总结： 发布器 和 订阅器 是很简单的, 就是简单的发布一个 自定义的话题。

我之前使用说过：节点之间通讯的方式有两种 ： 话题(rostopic) 和 服务(rosservice)

所以，接下来，我们会讲：使用ROS服务来完成ROS版 Hello World 程序的例子。但是在这之前，我们需要学一学：如何创建自定义的ROS消息和ROS服务，以便 ROS 服务版的 Hello World 程序的编写。 

所以下一讲，我们来学习：如何创建自定义的ROS消息和ROS服务。

现在还只是个草稿，后面会陆续更新改正，保证大家一看就会，绝对不废

只是帮助大家理解，很多知识点只是类比推理，是有错误的，哈哈，勿喷

蛮多人在学习ROS的时候，其实还是不太理解什么是ROS，为什么要去ROS，以及怎么样去学习ROS，我大二的时候开始接触到ROS，也经历过比较痛苦的一段时间，所以希望用这篇文章来帮助大家对ROS有一个较好的理解。

首先我们抛开ROS来说，如果我们要写一个程序，程序需要完成特定的功能，就拿C语言中的加法函数来说吧。我们定义了一个加法函数，输入两个整数最后返回两个整数的和，然后定义完函数以后，在main（）函数里调用这个加法函数，就可以在键盘上输入两个整数，然后计算两个整数的和了。

那么问题来了   如果我要在别的程序需要使用加法函数所返回的值，应该怎么做呢？

一种方式  定义一个全局变量，将加法函数返回的值赋给这个全局变量，那么在一个工程文件下的程序都可以使用这个全局变量了，这就达到了其他程序使用这个变量的目的了

那么问题又来了，如果不是在同一个工程目录下的程序，要怎么样才能使用到这个加法函数的返回值呢？

一种方式  将第一个程序的加法返回值写到一个文档中，然后其他程序去读这个文件，这样也可以达到使用这个数据的目的了

上面的例子，想给大家传递的知识点就是  我们在写程序的时候，大多数人是耐厅只有一个main（）函数的，也就是只有一个可执行文件，那么问题就来了，要是不同的main()函数之间需要相互使用对方的数据，那应该怎么办呢，这就引申出了程序与程序之间到交流问题，也就是通信问题。这也是ROS里面我个人觉得必须首先要搞清楚的问题。大家先理解到这个地方，然后往下看。

开始进入主题  到底什么是ROS,ROS就是Robot Operating System 的缩写，这大家都知道，对吧，翻译成中文也就是机器人 *** 作系统，可是除了这个大家对 *** 作系统是什么大家有了解过么，为什么需要 *** 作系统，也就是 *** 作系统能干什么，大家有简单的了解过么

*** 作系统（先空白，后面再填坑）

在了解 *** 作系统以后，我们就可以开始渣首分析我们的机器人 *** 作系统了，话不多说，先放狗，不不不，先放图：

我们知道， *** 作系统本身也是一个软件，但是他的特殊之处在于能够完成对硬件的调配，而其他的应用软件，比如网易云，他如果想放歌，他需要打开播放器，是得需要 *** 作系统去完成的，它本身没有这个能力去直接打开播放器，而是对 *** 作系统说，大哥，能不能帮我打开一下播放器，求求你了，哈哈。

我们也知道，在win上安装了许许多多的软件，向上面的solidworks(三维制图软件)，matalab（数据计算软件） QQ(聊天软件)   网易云 （听歌软件） 腾讯视频（播放软件）......

那么问题又来了  你能让你的扣扣去跟网易云说  我想听歌，然后网易云就会打开播放么，当然你要是杠杆定理学得好，那我认了，哈哈，大多数人是应该是觉得这应该不可以，因为扣扣怎么跟网易云通信嘛，对吧。

所以我们安装在win上的各个软件只负责自己的问题，不会跟其他的软件有过多的交流。

哈哈，所以我有了一个大胆的想法，让我的电脑同时登录3个扣扣，那么这三个扣扣总该可以相互发消息了吧，没错，这就是我想要讲的东西，我只在我的电脑上安装三个软件 也就是3个扣扣软件，他们肯定是可以相互交流的。因为他们是同一类软件。

是的，ROS也是这么干的，在ROS上也安装了向扣扣这样的可执行程序，只不过在ROS中换了个说法，可执行程序叫做节点，这应该不拿理解吧。要记住在ROS上安装了许许多多的软件哦，也就是许许多多的可执行程序，也就是许许多多的节点，如果你现在理解了节点是什么如亩数了，那么恭喜你，已经迈出了一小步了，你说巧不巧，安装在ROS上的这些程序，它还可以相互通信，也就是相互交流，哈哈。

好了，理解到这一步呢就理解了节点是个什么东西了。

下面又开始了一个新的例子，我们的手机上有一个扣扣，我们需要和其他人聊天对吧，那么你知道你要和别人聊天需要先做什么么，你肯定说，登录账号加好友啊，不对的，首先要做的就是把腾讯的服务器打开，不然你登录不上去的，也就是说，腾讯的服务器不打开，你是登录不上扣扣的，只不过这一步不是我们 *** 作的，人家的服务器他已经给我门打开了，然后我们再登录扣扣，想一下，我们在登录的时候，做了什么，对吧，大家都知道，我们也就是输入账号密码就可以登录了吧对吧，这个过程呢就是向腾讯的服务器注册自己的信息，告诉腾讯服务器，我上线了，然后腾讯服务器就把你加入到注册表中，里面包含了你的一些信息，你想要和别人连天，那么别人是不是也要跟你一样，也要先登录，过程和你的一样，所以这个时候，腾讯服务器那边是已经有了你和你想要聊天的对象的一些信息的，比如ip地址之类的东西，这样，你想发消息给你的朋友（后面再填坑）

类比一下 服务器 就相当于ROS里面的ros master

只不过这个rosmaster需要我们自己开启而已。

事实上，ros并不是一个 *** 作系统，他并不能直接运行在硬件之上，只不过他把硬件做了一个给 *** 作系统的接口  和网易云一样   网易云大不了就使用一个喇叭呗，只不过ros使用了太多的硬件，比如激光雷达，相机，编码器，imu等等。

因此ROS本身也就是一个软件，和qq一样，运行在 *** 作系统之上，所不同的是，在ROS上又可以安装许许多多的同类软件，这些安装在ROS上的程序(节点)之间可以按照ROS所规定的通讯机制进行相互交流通讯。比如激光雷达节点（程序）通过ROS提供的接口，让 *** 作系统把激光数据传上来，交给建图所需要的Gmapping节点使用，然后Gmaping节点把所构建的地图给move_base节点使用，move_base节点的输入是一个速度和角度的命令，先由move_base下发给ros，然后ros下发给 *** 作系统，然后 *** 作系统调用硬件，在这里是电机，让电机按照ROS下发的速度的角速度进行运动.

大家应该会有一点点理解了吧

总结下  就是ros是一个类似于win上的一个软件，但是这个软件上又安装了很多软件，在ros上安装的这些软件可以相互通信，然后可以借助ROS,去调用 *** 作系统去调用硬件。

这就是为什么我们每次想要聊天的时候，需要先打开qq这个软件，也就是我们想要用ROS的时候，先运行roscore这个命令打开ROS了吧

接下来是 

ros中的通讯方式

ros中的一些工具

ros中的一些已经有了的功能包（算法）

慢慢写，不着急

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