【ROS2】节点的含义及编写（python和C++）

注：以下内容为鱼香肉丝ROS2课程的内容整理，详细内容可查看其的课程内容。

什么是节点

节点的主要作用是订阅和发布话题、使用服务、配置参数和执行动作等。

其中的话题（topic）、服务（service）、参数（parameter）和动作（action）是ROS2的四大核心通信机制。

怎么用Python编写节点

直接编写步骤

① 新建文件ros2_python_node.py，并编写如下内容

python 复制代码

import rclpy
from rclpy.node import Node

def main():
    rclpy.init()
    node = Node("python_node")
    node.get_logger().info('hello')
    rclpy.spin(node)
    rclpy.shutdown()

if __name__=="__main__":
    main()

上述代码中：

**rclpy：**ROS2提供的Python版本客户端库

Node：rclpy库的node模块中的类

rclpy.init()：为通信分配资源

**node = Node("python_node")：**实例化Node类

**node.get_logger().info('hello')：**通过node实例调用get_logger()获取日志记录器，并使用日志记录器的info方法输出"hello"

**rclpy.spin(node)：**启动节点node，然后不断循环检查node是否接收到了新的话题数据等事件

**rclpy.shutdown()：**清理分配的资源，确认节点是否关闭

② 使用Python执行节点

在终端中输入以下指令即可运行。

python 复制代码

python3 ros2_python_node.py

然后可以使用以下指令查看目前的节点列表，注意需要新开一个终端。

python 复制代码

ros2 node list

关于ros日志函数的解读：

打印日志的函数：node.get_logger().info('')、node.get_logger().warn('')......

可以有不同的配置

其输出是

第一列：表示不同的配置，info、warn之类的

第二列：表示时间戳，表示的是从1970年到现在的时间

第三列：表示节点的名字

第四列：表示打印的内容

日志的格式可以通过修改环境变量RCUTILS_CONSOLE_OUTPUT_FORMAT来修改

使用功能包组织Python节点

功能包：ROS2中用于组织和管理节点的工具，可以直接使用ROS2提供的构建指令对节点进行编译和安装。具体步骤为：

① 在终端中创建功能包

python 复制代码

ros2 pkg create demo_python_pkg --build-type ament-python --license Apache-2.0

ros2 pkg create：ROS2命令行工具pkg模块下用于创建功能包的命令

demo_python_pkg：功能包的名字

--build-type ament_python：表示指定功能包的构建类型为ament_python

--license Apache-2.0：用于声明功能包的开源协议

② 在功能包中编写代码文件

编写位置：在demo_python_pkg/demo_python_pkg下新建一个python文件python_node.py

在文件中输入以下内容：

python 复制代码

import rclpy
from rclpy.node import Node

def main():
    rclpy.init()
    node = Node("python_node")
    node.get_logger().info('hello')
    rclpy.spin(node)
    rclpy.shutdown()

注意上述代码中去除了调用主函数的代码

功能包中调用主函数的方式是：告诉功能包main函数的位置，也就是接下来这步

③ 注册python节点

注册位置：demo_python_pkg/setup.py

此处的setup.py是python中常用的构建配置文件

注册内容：

注意注册时最后的逗号！

④ 添加依赖声明

由于代码中使用了rclpy库，所以需要在ROS2功能包的清单文件"package.xml"下添加依赖信息

添加位置：demo_python_pkg/package.xml

添加内容：<depend>rclpy</depend>

此处的package.xml为**元数据清单文件，**该文件对软件包的属性、状态及外部依赖关系进行了形式化定义。

⑤ 构建功能包

构建位置：该文件目录下的终端

输入命令：colcon build

Colcon：会在当前目录下扫描功能包，并创建与功能包同级的三个子目录

此时文件夹中会多出三个文件夹：

**Build：**构建过程中的中间文件

**Install：**构建结构的文件夹，该文件可以直接复制给别人使用，colcon build命令会在该文件夹中复制一个功能包demo_python_pkg，其中有python_node等可执行文件

**Log：**日志文件

⑥ 设置环境变量

位置：该文件目录下的终端

输入命令：source install/setup.bash

用来自动修改需要修改的环境变量，此环境变量只对当前终端有效，如果切换终端需要重新设置

⑦ 运行节点

位置：该文件目录下的终端

输入命令：ros2 run demo_python_pkg python_node

注意，此处运行的文件是install目录下的文件