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最近老板安排任务，要把ROS框架在ARM+FPGA平台上实现。但是使用ROS创建程序步骤繁琐，所以这次将官方文档上面的Demo简化写下来，方便以后查看。

ROS版本：Hydro

Linux版本：Ubuntu12.04

在开始第一个ROS(Robot Operating System)程序之前，确保已经按照官方教程（点击打开链接）成功安装了ROS。本文建立的是一个非常简单的发布（Publisher）、订阅(Subscriber)程序。

创建一个工作区（workspace）

工作区可以作为一个独立的项目进行编译，存放ROS程序的源文件、编译文件和执行文件。建立工作区的方法如下：

[plain]  view plain  copy
  1. $ mkdir -p ~/catkin_ws/src  
  2. $ cd ~/catkin_ws/src  
  3. $ catkin_init_workspace  
虽然这时候工作区是空的，但是我们依然可以进行编译：

[plain]  view plain  copy
  1. $ cd ~/catkin_ws/  
  2. $ catkin_make  

这时候，会在当前文件夹下生成devel，build这两个子文件夹，在devel文件夹下能看到几个setup.*sh文件。

接下来把工作区在bash中注册

[plain]  view plain  copy
  1. $ source devel/setup.bash  
要验证是否已经在bash中注册可以使用如下命令：

[plain]  view plain  copy
  1. $ echo $ROS_PACKAGE_PATH  
  2. /home/youruser/catkin_ws/src:/opt/ros/indigo/share:/opt/ros/indigo/stacks  
如果能看到自己工作区的文件路径就说明已经成功了。

创建一个ROS工程包（Package）

在一个工作区内，可能会包含多个ROS工程包。而最基本ROS工程包中会包括CmakeLists.txt和Package.xml这两个文件，其中Package.xml中主要包含本项目信息和各种依赖（depends），而CmakeLists.txt中包含了如何编译和安装代码的信息。

首先切换到工作区：

[plain]  view plain  copy
  1. $ cd ~/catkin_ws/src  
现在可以使用catkin_create_pkg命令去创建一个叫beginner_tutorials的包，这个包依靠std_msgs、roscpp、rospy。

[plain]  view plain  copy
  1. $ catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp  
接下来在工作区编译这个工程包。

[plain]  view plain  copy
  1. $ cd ~/catkin_ws  
  2. $ catkin_make  

一个简单的发布（Publisher）、订阅(Subscriber)程序

写一个发布（Publisher）节点

节点（node）是连接到ROS网络中可执行的基本单元。我们在这创建一个发布者---“talker”节点，这个节点持续对外发布消息。

首先我们要把目录切换到我们的beginner_tutorials工程包中

[plain]  view plain  copy
  1. $ cd ~/catkin_ws/src/beginner_tutorials  
因为我们已经编译过这个工程包了，所以会在beginner_tutorials文件夹下看到CmakeList.txt、package.xml文件和include、src这两个目录。接下来进入src子目录

[plain]  view plain  copy
  1. $ cd src  
在src目录中创建一个talker.cpp文件，里面的内容如下：

[cpp]  view plain  copy
  1. #include "ros/ros.h"  
  2. #include "std_msgs/String.h"  
  3.   
  4. #include <sstream>  
  5. int main(int argc, char **argv)  
  6. {  
  7.   /** 
  8.    * The ros::init() function needs to see argc and argv so that it can perform 
  9.    * any ROS arguments and name remapping that were provided at the command line. For programmatic 
  10.    * remappings you can use a different version of init() which takes remappings 
  11.    * directly, but for most command-line programs, passing argc and argv is the easiest 
  12.    * way to do it.  The third argument to init() is the name of the node. 
  13.    * 
  14.    * You must call one of the versions of ros::init() before using any other 
  15.    * part of the ROS system. 
  16.    */  
  17.   ros::init(argc, argv, "talker");  
  18.   
  19.   /** 
  20.    * NodeHandle is the main access point to communications with the ROS system. 
  21.    * The first NodeHandle constructed will fully initialize this node, and the last 
  22.    * NodeHandle destructed will close down the node. 
  23.    */  
  24.   ros::NodeHandle n;  
  25.   
  26.   /** 
  27.    * The advertise() function is how you tell ROS that you want to 
  28.    * publish on a given topic name. This invokes a call to the ROS 
  29.    * master node, which keeps a registry of who is publishing and who 
  30.    * is subscribing. After this advertise() call is made, the master 
  31.    * node will notify anyone who is trying to subscribe to this topic name, 
  32.    * and they will in turn negotiate a peer-to-peer connection with this 
  33.    * node.  advertise() returns a Publisher object which allows you to 
  34.    * publish messages on that topic through a call to publish().  Once 
  35.    * all copies of the returned Publisher object are destroyed, the topic 
  36.    * will be automatically unadvertised. 
  37.    * 
  38.    * The second parameter to advertise() is the size of the message queue 
  39.    * used for publishing messages.  If messages are published more quickly 
  40.    * than we can send them, the number here specifies how many messages to 
  41.    * buffer up before throwing some away. 
  42.    */  
  43.   ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);  
  44.   
  45.   ros::Rate loop_rate(10);  
  46.   
  47.   /** 
  48.    * A count of how many messages we have sent. This is used to create 
  49.    * a unique string for each message. 
  50.    */  
  51.   int count = 0;  
  52.   while (ros::ok())  
  53.   {  
  54.     /** 
  55.      * This is a message object. You stuff it with data, and then publish it. 
  56.      */  
  57.     std_msgs::String msg;  
  58.   
  59.     std::stringstream ss;  
  60.     ss << "hello world " << count;  
  61.     msg.data = ss.str();  
  62.   
  63.     ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());  
  64.   
  65.     /** 
  66.      * The publish() function is how you send messages. The parameter 
  67.      * is the message object. The type of this object must agree with the type 
  68.      * given as a template parameter to the advertise<>() call, as was done 
  69.      * in the constructor above. 
  70.      */  
  71.     chatter_pub.publish(msg);  
  72.   
  73.     ros::spinOnce();  
  74.   
  75.     loop_rate.sleep();  
  76.     ++count;  
  77.   }  
  78.   
  79.   
  80.   return 0;  
  81. }  


写一个订阅（Subscriber）节点

还是在src目录下，创建一个listener.cpp文件。内容如下：

[cpp]  view plain  copy
  1. #include "ros/ros.h"  
  2. #include "std_msgs/String.h"  
  3.   
  4. /** 
  5.  * This tutorial demonstrates simple receipt of messages over the ROS system. 
  6.  */  
  7. void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)  
  8. {  
  9.   ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());  
  10. }  
  11.   
  12. int main(int argc, char **argv)  
  13. {  
  14.   /** 
  15.    * The ros::init() function needs to see argc and argv so that it can perform 
  16.    * any ROS arguments and name remapping that were provided at the command line. For programmatic 
  17.    * remappings you can use a different version of init() which takes remappings 
  18.    * directly, but for most command-line programs, passing argc and argv is the easiest 
  19.    * way to do it.  The third argument to init() is the name of the node. 
  20.    * 
  21.    * You must call one of the versions of ros::init() before using any other 
  22.    * part of the ROS system. 
  23.    */  
  24.   ros::init(argc, argv, "listener");  
  25.   
  26.   /** 
  27.    * NodeHandle is the main access point to communications with the ROS system. 
  28.    * The first NodeHandle constructed will fully initialize this node, and the last 
  29.    * NodeHandle destructed will close down the node. 
  30.    */  
  31.   ros::NodeHandle n;  
  32.   
  33.   /** 
  34.    * The subscribe() call is how you tell ROS that you want to receive messages 
  35.    * on a given topic.  This invokes a call to the ROS 
  36.    * master node, which keeps a registry of who is publishing and who 
  37.    * is subscribing.  Messages are passed to a callback function, here 
  38.    * called chatterCallback.  subscribe() returns a Subscriber object that you 
  39.    * must hold on to until you want to unsubscribe.  When all copies of the Subscriber 
  40.    * object go out of scope, this callback will automatically be unsubscribed from 
  41.    * this topic. 
  42.    * 
  43.    * The second parameter to the subscribe() function is the size of the message 
  44.    * queue.  If messages are arriving faster than they are being processed, this 
  45.    * is the number of messages that will be buffered up before beginning to throw 
  46.    * away the oldest ones. 
  47.    */  
  48.   ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);  
  49.   
  50.   /** 
  51.    * ros::spin() will enter a loop, pumping callbacks.  With this version, all 
  52.    * callbacks will be called from within this thread (the main one).  ros::spin() 
  53.    * will exit when Ctrl-C is pressed, or the node is shutdown by the master. 
  54.    */  
  55.   ros::spin();  
  56.   
  57.   return 0;  
  58. }  

编译创建的节点
在编译我们创建的节点之前，我们还需要编辑Cmakelist.txt文件（注意：是beginner_tutorials项目包下的CMakelist文件），告诉编辑器我们需要编辑什么文件，需要什么依赖。

[plain]  view plain  copy
  1. $ gedit CMakeLists.txt  
在文件末尾添加如下语句：

[plain]  view plain  copy
  1. include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS})  
  2.   
  3. add_executable(talker src/talker.cpp)  
  4. target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})  
  5. add_dependencies(talker beginner_tutorials_generate_messages_cpp)  
  6.   
  7. add_executable(listener src/listener.cpp)  
  8. target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})  
  9. add_dependencies(listener beginner_tutorials_generate_messages_cpp)  

将目录切换到工作区目录，并执行catkin_make运行命令：

[plain]  view plain  copy
  1. $ cd ~/catkin_ws  
  2. $ catkin_make  

不出意外的话，会出现如下界面：


至此，程序已经创建完成，而接下来我们要检查一下我们创建的程序是否正确。

测试程序的正确性

首先，我们得要启动ROS核心程序roscore。
[plain]  view plain  copy
  1. $ roscore  

在使用我们的程序之前，需要先把程序注册
[plain]  view plain  copy
  1. $ cd ~/catkin_ws  
  2. $ source ./devel/setup.bash  

运行talker节点：
[plain]  view plain  copy
  1. $ rosrun beginner_tutorials talker   

这时候会看到如下信息：
[plain]  view plain  copy
  1. [INFO] [WallTime: 1314931831.774057] hello world 1314931831.77  
  2. [INFO] [WallTime: 1314931832.775497] hello world 1314931832.77  
  3. [INFO] [WallTime: 1314931833.778937] hello world 1314931833.78  
  4. [INFO] [WallTime: 1314931834.782059] hello world 1314931834.78  
  5. [INFO] [WallTime: 1314931835.784853] hello world 1314931835.78  
  6. [INFO] [WallTime: 1314931836.788106] hello world 1314931836.79  
这就表示发布（Publisher）节点已经正确的运行了。
接下来运行listener节点：
[plain]  view plain  copy
  1. $ rosrun beginner_tutorials listener  

这时候会看到如下信息：
[plain]  view plain  copy
  1. [INFO] [WallTime: 1314931969.258941] /listener_17657_1314931968795I heard hello world 1314931969.26  
  2. [INFO] [WallTime: 1314931970.262246] /listener_17657_1314931968795I heard hello world 1314931970.26  
  3. [INFO] [WallTime: 1314931971.266348] /listener_17657_1314931968795I heard hello world 1314931971.26  
  4. [INFO] [WallTime: 1314931972.270429] /listener_17657_1314931968795I heard hello world 1314931972.27  
  5. [INFO] [WallTime: 1314931973.274382] /listener_17657_1314931968795I heard hello world 1314931973.27  
  6. [INFO] [WallTime: 1314931974.277694] /listener_17657_1314931968795I heard hello world 1314931974.28  
  7. [INFO] [WallTime: 1314931975.283708] /listener_17657_1314931968795I heard hello world 1314931975.28  
这说明订阅节点（listener）已经成功的接收到了发布节点（talker）发布的信息。至此，整个程序结束！


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