作為多進程管理系統(tǒng)，ROS內節(jié)點node間的數(shù)據(jù)通信交互是必須的功能俗壹，本文將首先簡單介紹ROS的三種節(jié)點間通信機制沽讹，再詳細舉例介紹話題（topic）通信方式般卑。
1. 通信機制
（一）Topic通信
消息通過發(fā)布/訂閱（Publish/Subscribe）方式傳遞，發(fā)布者節(jié)點（Talker）針對一個給定的話題發(fā)布消息爽雄，訂閱者節(jié)點（Listener）訂閱某個話題及其特定數(shù)據(jù)蝠检。話題通信是異步通信，無反饋挚瘟，有緩沖叹谁，弱實時，節(jié)點關系多對多乘盖，適于數(shù)據(jù)傳輸焰檩。
（二）Service通信
基于服務器/客服端（Sercer/Client）模型，可以使用 ROS 提供的服務類型订框，也可以使用 .srv 文件自定義析苫。服務通信是同步通信，有反饋穿扳，無緩沖衩侥，強實時，節(jié)點關系一對多矛物，適于邏輯處理顿乒。
（三）ROS Master通信
統(tǒng)籌管理所有節(jié)點，進行節(jié)點間的查找泽谨、連接等璧榄，為系統(tǒng)提供參數(shù)服務器，管理全局參數(shù)吧雹。節(jié)點管理器也體現(xiàn)了ROS的弊端即ROS Master 如果 broken down骨杂，整個系統(tǒng)將崩潰。
2.?Topic通信詳解
注：案例雄卷、代碼來自胡春旭《ROS機器人開發(fā)實踐》
2.1?創(chuàng)建 Publisher
創(chuàng)建Publisher節(jié)點 talker 通過 talker.cpp文件搓蚪。
#include <sstream>
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
int main(int argc, char **argv)
{
? ? // ROS節(jié)點初始化
? ? ros::init(argc, argv, "talker");
? ? // 創(chuàng)建節(jié)點句柄
? ? ros::NodeHandle n;
? ? // 創(chuàng)建一個Publisher，發(fā)布名為chatter的topic丁鹉，消息類型為std_msgs::String
? ? ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
? ? // 設置循環(huán)的頻率
? ? ros::Rate loop_rate(10);
? ? int count = 0;
? ? while (ros::ok())
? ? {
? ? ? ? // 初始化std_msgs::String類型的消息
? ? ? ? std_msgs::String msg;
? ? ? ? std::stringstream ss;
? ? ? ? ss << "hello world " << count;
? ? ? ? msg.data = ss.str();
? ? ? ? // 發(fā)布消息
? ? ? ? ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
? ? ? ? chatter_pub.publish(msg);
? ? ? ? // 循環(huán)等待回調函數(shù)
? ? ? ? ros::spinOnce();
? ? ? ? // 按照循環(huán)頻率延時
? ? ? ? loop_rate.sleep();
? ? ? ? ++count;
? ? }
? ? return 0;
}
2.2?創(chuàng)建 Subscriber
創(chuàng)建Subscriber節(jié)點?listener 通過 listener.cpp文件妒潭。
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
// 接收到訂閱的消息后，會進入消息回調函數(shù)
void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
? ? // 將接收到的消息打印出來
? ? ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}
int main(int argc, char **argv)
{
? ? // 初始化ROS節(jié)點
? ? ros::init(argc, argv, "listener");
? ? // 創(chuàng)建節(jié)點句柄
? ? ros::NodeHandle n;
? ? // 創(chuàng)建一個Subscriber揣钦，訂閱名為chatter的topic雳灾，注冊回調函數(shù)chatterCallback
? ? ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);
? ? // 循環(huán)等待回調函數(shù)
? ? ros::spin();
? ? return 0;
}
2.3 修改CMakeLists.txt文件
在CMakeLists.txt文件內添加：
# 參數(shù)1：可執(zhí)行文件名稱，參數(shù)2：源文件 cpp
add_executable(talker src/talker.cpp)
add_executable(listener src/listener.cpp)
# target_link_libraries 用于設置鏈接庫（第三方庫）
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})
# add_dependencies 用于設置依賴
add_dependencies(talker ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp) //necessary for ros message transmission
add_dependencies(listener ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
2.4 通信結果驗證
保存后回到workspace路徑下進行編譯：
catkin_make
打開三個terminal冯凹，順次分別輸入以下命令：
roscore
rosrun <package_name> talker
rosrun <package_name> listener
便可實現(xiàn)節(jié)點talker和listener間的通信谎亩。
3. 自定義topic通信 .msg消息文件
以上示例中通信消息僅為簡單的字符串，在實際使用中我們需要自己定義發(fā)送的信息數(shù)據(jù)文件。
（1）我們需要在package包文件夾下新建msg文件夾匈庭，用來存儲我們自定義的.msg文件夫凸。
例如，<package_name>/msg/Person.msg
string name
uint8? sex
uint8? age
uint8 unknown = 0
uint8 male? ? = 1
uint8 female? = 2
（2）.msg 文件編譯設置
為了編譯.msg文件阱持，我們首先需要在package.xml文件中添加包依賴：
<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>
然后修改CMakeLists.txt文件：
# 在 find_package 中添加 message_generation
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
? roscpp
? std_msgs
? message_generation
)
# catkin 依賴設置
catkin_package(CATKIN_DEPENDS?
? message_runtime
)
# 設置需要編譯的 msg 文件
add_message_files(FILES
? Person.msg
)
generate_messages()去掉注釋
generate_messages(DEPENDENCIES
? std_msgs
)
在需要用到該消息的cpp文件中包含消息頭文件：
#include <package_name/Person.h>
最后回到workspace路徑下進行編譯即可夭拌。
參考文檔：【ROS 學習筆記】通信機制 - 知乎
