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《Ubuntu22.04环境下的ROS2学习笔记2》

news 2025/12/2 16:45:45

一、在ROS2环境下创建功能包

如果您已经完成了上一小节的内容，那么接下来您一定渴望自己创建一个功能包来实现相应的功能。在ROS1中，您创建的功能包可以既写C/C++，又写python，但ROS2中不允许用户这么做，您的C/C++和python代码创建的功能包是不一样的。

二、创建功能包的流程

ros2 pkg create <package_name> --build-type ament_cmake

ros2 pkg create <package_name> --build-type ament_python

这两句代码分别对应两种不同的功能包，我们创个C/C++的来看看怎么个事。

这里警告了，原因是咋们的许可证没选择在ROS2官方文档里面是带了这个参数项的

--license Apache-2.0

ros2 pkg create --build-type ament_cmake --license Apache-2.0 <package_name>

他的功能包名字放在最后，参数里除了提示了是C/C++语言还提到了许可证，但不填似乎问题不大，当然您不过看到警告就烦体质可以带上。方便复制下面。

ros2 pkg create <package_name> --build-type --license Apache-2.0 ament_cmake

三、编写代码

这次编写代码原本我是想用像大多数一样的class类继承rclcpp::Node的方式来写的，但是奈何技术不够，磕了几天感觉头疼换和ROS1类似的方式写了下面的代码，同时呢我想让本次的测试更有观赏性和参考性，我用了turtlesim功能包作为我的辅助，同时详细介绍下msg文件如何include。

a、首先我下载了turtlesim功能包

您可以 ROS Package: turtlesim 先ros.index网站找到功能包，详细细节您可以看我之前的一篇文章《Ubuntu20.04环境下的ROS进阶学习0》_ubuntu下查看ros-CSDN博客

总而言之您只需要操作以下代码就可以下载该功能包：

cd ~/ros2_ws/src

git clone https://github.com/ros_tutorials.git

b、各种msg消息类型

同样的操作搜索common_interfaces功能包，如下操作也行。

cd ~/ros2_ws/src

git clone https://github.com/ros2/common_interfaces.git

c、下载eigen3库

这个和之前不一样，这个是一个C++的头文件集，用来处理向量、矩阵和线性代数相关的计算和转换。

cd ~/code (没有记得建一个文件夹)

git clone https://gitlab.com/libeigen/eigen.git

git完后咱么那就要解压安装了。

cd eigen

mkdir build

cd build

cmake ..

sudo make install

d、编写代码

cd ~/ros2_ws/src

touch turtle_control.cpp

代码实现了turtle_control节点订阅turtle1/pose同时向turtle1/cmd_vel里面发送消息的功能。

所以在实际测试的时候得运行turtlesim节点。

#include <chrono>	//C++标准库，用于处理时间和日期的工具,特别是处理时间间隔和计数器
#include <memory>	//C++标准库，提供了智能指针，用于管理动态分配的内存，以避免内存泄漏
#include <string>	//C++标准库的头文件，提供了string类型的字符串相关操作函数
#include <eigen3/Eigen/Geometry> 	// C++ 用来提供向量和矩阵运算的头文件库#include "rclcpp/rclcpp.hpp"          // ROS2 C++接口库
#include "std_msgs/msg/string.hpp"    // 字符串消息类型
#include "turtlesim/msg/pose.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/twist.hpp"		//位置好像是 /ros2_ws/install/geometry_msgs/include/geometry_msgs/geometry_msgs/msgclass Turtle_Pose_Sub
{public:Turtle_Pose_Sub() : receive_flag_(false){}void Turtle_Pose_Callback(const turtlesim::msg::Pose::ConstPtr& msg){turtle_pose_msgs_ = *msg;receive_flag_ = true;}bool Get_Turtle_Info(turtlesim::msg::Pose& msg){if(receive_flag_){msg = turtle_pose_msgs_;return true;}return false;}private:bool receive_flag_;turtlesim::msg::Pose turtle_pose_msgs_;};int main(int argc , char * argv[])
{rclcpp::init(argc , argv);	//初始化rclcpprclcpp::Node::SharedPtr node = rclcpp::Node::make_shared("turtle_control");	//创建节点rclcpp::Publisher<geometry_msgs::msg::Twist>::SharedPtr turtle1_cmd_vel_pub = node->create_publisher<geometry_msgs::msg::Twist>("/turtle1/cmd_vel" , 10);Turtle_Pose_Sub Turtle_pose_sub_class;//rclcpp::Subscription<turtlesim::msg::Pose>::SharedPtr turtle1_pose_sub = node->create_subscription<turtlesim::msg::Pose>("/turtle1/pose" , 10 , &Turtle_Pose_Sub::Turtle_Pose_Callback , &Turtle_pose_sub_class);rclcpp::Subscription<turtlesim::msg::Pose>::SharedPtr turtle1_pose_sub = node->create_subscription<turtlesim::msg::Pose>("/turtle1/pose" , 10 , std::bind(&Turtle_Pose_Sub::Turtle_Pose_Callback , &Turtle_pose_sub_class , std::placeholders::_1));rclcpp::WallRate loop_rate(10);	// 创建时钟 并设置评率为1s 10次geometry_msgs::msg::Twist turtle1_cmd_vel_msg;turtlesim::msg::Pose turtle1_pose_msg;Eigen::Matrix<double, 2, 1> turtle_point;Eigen::Matrix<double, 2, 1> target_point;Eigen::Matrix<double, 2, 1> P;Eigen::Matrix<double, 2, 1> U;Eigen::Matrix<double, 2, 2> R_;double theta , distance;target_point << 6.0 , 7.0;std::cout << "i will go to while" << std::endl;while(rclcpp::ok()){rclcpp::spin_some(node);try{//std::cout << "i am trying it" << std::endl;if(Turtle_pose_sub_class.Get_Turtle_Info(turtle1_pose_msg)){//std::cout << turtle1_pose_msg.x << std::endl;turtle_point << turtle1_pose_msg.x , turtle1_pose_msg.y;theta = turtle1_pose_msg.theta;}}catch(const std::out_of_range& e){continue;}R_ << cos(theta),sin(theta),-sin(theta),cos(theta);P << target_point(0) - turtle_point(0) , target_point(1) - turtle_point(1);distance = sqrt(P.transpose()*P);std::cout << "distance = " << distance << "\n" << std::endl;std::cout << "turtle_point = \n" << turtle_point << "\n" << std::endl;std::cout << "theta = " << theta << std::endl;U = R_ * P;turtle1_cmd_vel_msg.linear.x = U(0);turtle1_cmd_vel_msg.angular.z = U(1);//这个限幅写的好丑，我建议去掉{},但我不喜欢。if(turtle1_cmd_vel_msg.linear.x > 2){turtle1_cmd_vel_msg.linear.x = 2;}if(turtle1_cmd_vel_msg.linear.x < -2){turtle1_cmd_vel_msg.linear.x = -2;}if(turtle1_cmd_vel_msg.angular.z > 2){turtle1_cmd_vel_msg.angular.z = 2;}if(turtle1_cmd_vel_msg.angular.z < -2){turtle1_cmd_vel_msg.angular.z = -2;}if(distance < 0.3){turtle1_cmd_vel_msg.linear.x = 0;turtle1_cmd_vel_msg.angular.z = 0;}turtle1_cmd_vel_pub->publish(turtle1_cmd_vel_msg);loop_rate.sleep();}return 0;
}

值得注意的一点是，该代码并没有像官方示例一样使用继承节点的关系继承 : rclcpp_Node类，而是类似于C语言的方式面向过程写的，在之后的改进我将试着使用。

e、修改CMakeList.txt

在ROS2中的CMakeList.txt 和ROS1中有一定的区别，而在本次的教程中您只需要修改以下部分。

首先本次程序需要一下功能包，其中参数分别是：功能包名、 REQUIRED（必须，即缺少报错）。

find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)
find_package(geometry_msgs REQUIRED)
find_package(turtlesim REQUIRED)

将我们写的CPP文件编译成可执行文件，同时添加依赖项。

add_executable(turtle_control src/turtle_control.cpp)
ament_target_dependencies(turtle_control rclcpp std_msgs geometry_msgs turtlesim)

指定可执行文件的位置。

install(TARGETS

turtle_control

DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

整体如下所示，之后为了篇幅将不再贴出。

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(turtle_control)if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()# find dependencies
find_package(ament_cmake REQUIRED)
# uncomment the following section in order to fill in
# further dependencies manually.
# find_package(<dependency> REQUIRED)find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)
find_package(geometry_msgs REQUIRED)
find_package(turtlesim REQUIRED)add_executable(turtle_control src/turtle_control.cpp)
ament_target_dependencies(turtle_control rclcpp std_msgs geometry_msgs turtlesim)#add_executable(turtle_control_useclass src/turtle_control_useclass.cpp)
#ament_target_dependencies(turtle_control_useclass rclcpp std_msgs geometry_msgs turtlesim)install(TARGETSturtle_control#turtle_control_useclassDESTINATION lib/${PROJECT_NAME})if(BUILD_TESTING)find_package(ament_lint_auto REQUIRED)# the following line skips the linter which checks for copyrights# comment the line when a copyright and license is added to all source filesset(ament_cmake_copyright_FOUND TRUE)# the following line skips cpplint (only works in a git repo)# comment the line when this package is in a git repo and when# a copyright and license is added to all source filesset(ament_cmake_cpplint_FOUND TRUE)ament_lint_auto_find_test_dependencies()
endif()ament_package()