在ROS2 - humble 中做一个节点

ROS2（Robot Operating System 2）中的节点（Node）是ROS2系统中的一个核心概念，它代表了执行特定任务的进程或程序模块。

节点

定义：

在ROS2中，节点是系统中最小的处理单元，负责执行特定的任务或功能。每个节点都具有独立的处理能力和通信能力，可以与其他节点进行交互。

功能：

节点通过话题（Topics）、服务（Services）、动作（Actions）或参数（Parameters）等机制与其他节点进行通信和数据交换。它们可以发布数据到话题，订阅其他节点发布的话题，提供服务接口供其他节点调用，以及通过参数服务器存储和检索配置参数。

特点：

模块化：每个节点都具有单一的模块化用途，例如控制电机、处理传感器数据等。这种模块化设计使得ROS2系统更加灵活和可扩展。
独立性：节点之间是相互独立的，它们可以独立运行在不同的进程或线程中，互不影响。这种独立性提高了系统的稳定性和可靠性。
通信能力：节点之间通过ROS2提供的通信机制进行交互，包括发布/订阅话题、请求/响应服务等。这些机制使得节点能够高效地共享数据和协作完成任务。

节点的执行器

ROS2中引入了节点执行器（Executor）的概念，用于协调和调度节点的运作。节点执行器支持单线程、多线程和静态单线程等多种模式。
单线程执行器：最简单的执行器类型，其管理的回调函数只会占用一个线程资源。
多线程执行器：允许回调函数占用多个线程，以提高处理效率。但过多的线程可能会增加系统调度压力，降低性能。
静态单线程执行器：在编译期静态分配回调函数，优化运行时成本，但无法在运行时动态添加新的节点和回调函数。

创建与运行

在ROS2中，可以使用C++或Python等编程语言创建节点。节点通常作为可执行文件的一部分运行，但单个可执行文件可以包含多个节点。
创建节点时，需要指定节点的名称、类型等信息，并注册所需的回调函数以处理接收到的数据或请求。
运行节点时，可以使用ros2 run命令加上包名和可执行文件名来启动节点。节点启动后，将自动加入ROS2的图（Graph）中，并与其他节点进行通信。

节点的信息获取

可以通过 **ros2 node list **命令获取当前系统中所有活动的节点名称。
使用 **ros2 node info <node_name> **命令可以获取指定节点的详细信息，包括与该节点交互的订阅者、发布者、服务和动作等。

综上所述，ROS2中的节点是系统中最小的处理单元，具有模块化、独立性和通信能力等特点。通过节点执行器的协调和调度，节点能够高效地执行特定任务并与其他节点进行交互。

前提：Ubuntu22.04 - ROS2 humble

一键安装ros

bash 复制代码

wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros

工作空间

首先，创建一个目录（ros2_ws）来包含我们的工作区：

工作空间就是文件夹，所以很简单。

bash 复制代码

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws

功能包

功能包可以理解为存放节点的地方，ROS2中功能包根据编译方式的不同分为三种类型。

ament_python，适用于python程序
cmake，适用于C++
ament_cmake，适用于C++程序,是cmake的增强版

colcon

colcon其实是一个功能包构建工具，用来编译工作空间

添加一些资源

bash 复制代码

git clone https://github.com/ros2/examples src/examples -b humble

此时工作区可以查看（不是该结构，可以sudo apt install tree）

bash 复制代码

.
└── src
    └── examples
        ├── CONTRIBUTING.md
        ├── LICENSE
        ├── rclcpp
        ├── rclpy
        └── README.md

4 directories, 3 files

然后编译一下

bash 复制代码

colcon build

编完之后的目录结构

bash 复制代码

.
├── build
├── install
├── log
└── src

4 directories, 0 files

进入工作空间

先source 一下资源

bash 复制代码

source install/setup.bash

在工作空间中创建一个CPP功能包

bash 复制代码

ros2 pkg create example_cpp --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp

创建完成后的目录结构如下：

bash 复制代码

.
└── src
    └── example_cpp
        ├── CMakeLists.txt
        ├── include
        │   └── example_cpp
        ├── package.xml
        └── src

5 directories, 2 files

编写

接着我们在 .**/src/example_cpp/src **下创建一个 node01.cpp 文件

进入文件中编写代码

cpp 复制代码

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"


int main(int argc, char **argv)
{
     
    rclcpp::init(argc, argv);                               // 初始化rclcpp  
    
    auto node = std::make_shared<rclcpp::Node>("node01");  //产生一个node01的节点
   
    RCLCPP_INFO(node->get_logger(), "node01节点已经启动."); // 打印一句介绍
    
    rclcpp::spin(node);                                   // 运行节点，并检测退出信号 Ctrl+C
    
    rclcpp::shutdown();                                     // 停止运行 
    return 0;
}

在 node01.cpp 中输入上面的内容后，还需要修改一下CMakeLists.txt。将其添加为可执行文件，并使用 install 指令将其安装到 install 目录。

在CmakeLists.txt最后一行加入下面两行代码。

cpp 复制代码

add_executable(node01 src/node01.cpp)
ament_target_dependencies(node01 rclcpp)

添加这两行代码的目的是让编译器编译node01这个文件，接着在上面两行代码下面添加下面的代码。

bash 复制代码

install(TARGETS
  node01
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

最后再来一次

bash 复制代码

colcon build
source install/setup.bash

运行

bash 复制代码

ros2 run example_cpp node01