ROS 多个传感器 publish 同一个Topic

梳理一下概念

ROS Node 之间进行通信所利用的最重要的机制就是消息传递,在 ROS 中,消息有组织的(其实就是定义 Msg 格式)放到 Topic 里进行传递

Publisher
  1. 生成信息,通过ROS Topic与其它Node进行通信。
  2. 通常用于处理原始的传感器信息,如相机、编码器等。
Subscriber
  1. 接收信息,通过ROS Topic接收来自其它Node的信息,并通过回调函数处理
  2. 通常用于监测系统状态,如当机器人关节到达限位位置时触发运动中断

Topic 通信过程为:

  1. Publisher 节点和 Subscriber 节点分别在 Master 进行注册

  2. Publisher 发布 Topic

  3. Subscriber 在 Master 指挥下订阅 Topic,从而建立起 Pub-Sub 之间的通信

    注意:消息是直接从发布节点传递到订阅节点,并不经过 Master,只是从 Master 获取到 Topic 信息

下图是ROS Node和ROS Topic概念的图形化表示,我们可以看到两个Node(圆形)通过Topic(长方形)实现通信
ROS 多个传感器 publish 同一个Topic

Topic通信的特点为:

1. Topic通信是多对多的异步通信方式:

Topic Publisher调用publish()方法发布消息,发送完立即返回,不用等待反馈;Subscriber通过回调函数的方式来处理消息。

对于同一Topic,系统中可以同时存在多个Publisher和多个Subscriber;

另外,Publisher并不知道哪个节点会接收消息,而Subscriber也并不知道接收的消息来自哪个节点,节点之间是松耦合的,这也是ROS最关键的设计特性之一。

2. 对于实时性、周期性的消息,使用topic传输是最佳的选择
3. Topic通信方式充分体现了分布式系统通信的好处:扩展性好,软件复用率高

Topic同时收发

相比于单纯的Topic多收或多发,同时收发会复杂一些。首先,根据前面知识知道Topic接收是通过NodeHandle的成员函数subscribe()和自定义的回调函数实现的,同时回调函数有严格的定义规定:参数只能有一个且必须以const修饰、参数类型为xxxConstPtr、参数为引用传递、函数没有返回值。这就意味着单纯的回调函数几乎无法同外界做任何直接的数据交换,数据只能在它内部处理,除了保存到文件以外,其它没有办法输出数据。

解决这个问题的核心就是数据或变量在不同函数之间的共享问题。在 C++、Python 中对于这种情况有两种办法:一种是采用全局变量,二是类

这里直接介绍第二种方法代码如下:

在每个 callback 里都调用 check_wall_sonar_distance() 函数检查 wall_sonar_distance 变量是否满足条件,满足后调用 publisher 发送数据

1#!/usr/bin/env python 2# -*- coding: UTF-8 -*- 3""" 4超声波墙检 5""" 6import rospy 7from sensor_msgs.msg import Range 8from ak_ros_pkg.msg import Wall_sonar_msg

class Processer:
def init(self):

实例化订阅多个 Topic

1 self.sub1 = rospy.Subscriber("/sensor/sonar_left", Range, self.callback1) 2 self.sub2 = rospy.Subscriber("/sensor/sonar_right", Range, self.callback2) 3 4 self.pub1 = rospy.Publisher('ankobot_wall_sonar', Wall_sonar_msg, queue_size=10) 5 # self.pub2 = rospy.Publisher('ankobot_wall_tof', Wall_tof_all_msg, queue_size=10) 6 7 self.wall_sonar_distance = {} 8 9def callback1(self, data): 10 """ 11 左超声波 12 """ 13 distance = int(data.range * 1000) 14 15 self.wall_sonar_distance['l_sonar'] = distance 16 self.check_wall_sonar_distance() 17 18def callback2(self, data): 19 """ 20 右超声波 21 """ 22 distance = int(data.range * 1000) 23 24 self.wall_sonar_distance['r_sonar'] = distance 25 self.check_wall_sonar_distance() 26 27def check_wall_sonar_distance(self): 28 """ 29 检查 wall_sonar_distance 字典是否满足两个值的条件 30 """ 31 if len(self.wall_sonar_distance) == 2: 32 wall_sonar_single = Wall_sonar_msg() 33 # 单位 m 34 wall_sonar_single.l_sonar = self.wall_sonar_distance['l_sonar'] 35 wall_sonar_single.r_sonar = self.wall_sonar_distance['r_sonar'] 36 # 预留 37 # wall_sonar_single.c_sonar = self.wall_sonar_distance['c_sonar'] 38 # wall_sonar_single.d_sonar = self.wall_sonar_distance['d_sonar'] 39 self.pub1.publish(wall_sonar_single)

if name == 'main':
rospy.init_node("wall_sonar")

1p = Processer() 2 3rospy.spin() 4 5 6##### 更多示例请参考 7[C++、Python 版本的 topic 多收、多发、多收多发](https://github.com/creazy412/ROS-Multi-Topic-Demo) 8--- 9 10参考:<br/> 11- [单节点的多Topic同时收发](http://zhaoxuhui.top/blog/2019/10/20/ros-note-7.html) 12- [Topic 概念梳理](https://tr-ros-tutorial.readthedocs.io/zh_CN/latest/_source/basics/1.4_ROS_Topic.html)
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