Topic通信方式：

异步：只管发或者只管收。

安卓与ROS通信开发——1、安卓与ROS通信的现状

概述概述概述
安卓与ROS通信的现状
ROS官方支持的语言绑定只有C++和Python，目前安卓想与ROS通信，必须借助半官方的rosjava包。
rosjava话题通信机制（Publish/Subscribe)
rosjava和C++/Python一样，是一个全功能、大体量的ROS绑定，即可以在Java（android）平台上创建Master Node，然后其他Node（C++/Python）可以连上这个Master，进行分布式通信。

rosjava的gradle脚本较为复杂，将其集成到自己项目的android工程难度较大。
rosbridge服务通信机制（Client/Server)
rosbridge协议，该协议的基本思想是将节点间的分布式通信，改成client节点与一个代理节点进行C/S通信，然后代理节点再将请求转发给server节点，这样移动端就不需要实现整个ROS平台通信，三只需要跟代理节点通信即可。

注：移动平台无法做server节点，但轻量化。
![image.png](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMTc1ODc5OS8xNTk0Nzk1NTEyNTgwLWY5NjM0NDAwLWVjNzYtNDViZC05Njg2LWVhMDg0YmQzOTIxZS5wbmc?x-oss-process=image/format,png#align=left&display=inline&height=610&margin=[object Object]&name=image.png&originHeight=610&originWidth=1152&size=294237&status=done&style=none&width=1152)
相关ROS包的跨平台特性
![image.png](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMTc1ODc5OS8xNTk0Nzk1NTU3NDExLWNlNWM3MzQ5LTA3M2QtNDE0MC05MWNmLTM4MzQ2OTdlMzY0Ni5wbmc?x-oss-process=image/format,png#align=left&display=inline&height=788&margin=[object Object]&name=image.png&originHeight=788&originWidth=1196&size=106399&status=done&style=none&width=1196)

rosjava/rosbridge 均能满足x86架构设备（工控机/ROS系统）与ARM-A架构设备（安卓设备）通讯。

![image.png](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMTc1ODc5OS8xNTk0Nzk2MjA4NDIzLWY3YjRjN2UxLWVlNTYtNDEyMC1iMjQzLWM0Njg5OGY3YzMzNS5wbmc?x-oss-process=image/format,png#align=left&display=inline&height=359&margin=[object Object]&name=image.png&originHeight=359&originWidth=1163&size=434378&status=done&style=none&width=1163)

ROSBridge：在安卓系统使用指定数据内容的基于JSON(或BSON)格式的网络请求(ROSBridge支持TCP、UDP、WebSocket三种网络通讯方式)来调用ROS的功能。
rosjava ros包安装：

http://wiki.ros.org/rosjava/Tutorials/kinetic/Source%20Installation

(官方仅提供kinetic版本安装，暂不支持melodic版本ROS)

ROS通信

ROS通信编程
文章目录
ROS通信编程
创建工作区间
创建工作区间
创建功能包
ROS通信编程
话题编程
自定义话题消息
服务编程
动作编程

创建工作区间
创建工作区间

工作空间是一个存放工程开发相关文件的文件夹。包含：

src:代码空间(Source Space)

build:编译空间(Build Space)

devel:开发空间(Development Space)

install:安装空间

1.创建工作区间 使用命令mkdir -p ~/catkin_ws/src；cd ~/catkin_ws/src;catkin_ws_init_workspace



2.编译工作空间 使用命令cd ~/catkin_ws/;catkin_make



3.设置环境变量 使用命令source devel/setup.bash

4.检查环境变量 使用命令echo $ROS_PACKAGE_PATH


创建功能包
1.创建功能包 命令cd ~/catkin_ws/src;catkin_create_pkg learning_communication std_msgs rospy roscpp



2.编译功能包 命令cd ~/catkin_ws;catkin_make;



source ~/catkin_ws/devel/setup.bash



同一个工作空间下，不允许存在同名功能包；不同工作空间下，允许存在同名功能包

3.查看ROS相关的环境变量env | grep ros


ROS通信编程
话题编程

话题编程流程

创建发布者
创建订阅者
添加编译选项
运行可执行程序



在功能包learning_communication的src文件夹编辑下发布者代码talker.cpp

#include<sstream>
#include"ros/ros.h"
#include"std_msgs/String.h"
int main(int argc,char **argv)
{
	//ROS节点初始化
	ros::init(argc,argv,"talker");
	//创建节点句柄
	ros::NodeHandle n;
	//创建一个Publisher，发布名为chatter的topic，消息类型为std_msgs::String
	ros::Publisher chatter_pub=n.advertise<std_msgs::String>("chatter",1000);
	//设置循环的频率
	ros::Rate loop_rate(10);
	int count=0;
	while(ros::ok())
	{
		//初始化std_msgs::String类型的消息
		std_msgs::String msg;
		std::stringstream ss;
		ss<<"hello world"<<count;
		msg.data=ss.str();
		//发布消息
		ROS_INFO("%s",msg.data.c_str());
		chatter_pub.publish(msg);
		//循环等待回调函数
		ros::spinOnce();
		//接受循环频率延时
		loop_rate.sleep();
		++count;
	}
	return 0;
}


与订阅者代码listener.cpp
#include"ros/ros.h"
#include"std_msgs/String.h"
//接收到订阅的消息，会进入消息的回调函数
void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
	//将接收到的消息打印处理
	ROS_INFO("I heard:{%s}",msg->data.c_str());
}
int main(int argc,char **argv)
{
	//初始化ROS节点
	ros::init(argc,argv,"listener");
	//创建节点句柄
	ros::NodeHandle n;
	//创建一个Subscriber，订阅名为chatter的topic，注册回调函数chatterCallback
	ros::Subscriber sub=n.subscribe("chatter",1000,chatterCallback);
	//循环等待回调函数
	ros::spin();
	return 0;
}




在learning_communication的cmakelist中设置编译选项。



3.编译，命令catkin_make



编译完成




运行结果，打开三个终端分别输入以下三个命令



注意：这里可能会有报错 rospack Error :package ‘learning_communication’ not found 是因为bashrc里没有这个路径

解决方法：输入命令gedit ~/.bashrc,在文件的末尾加上source /home/你的用户名/catkin_ws/devel/setup.bash



roscore


rosrun learning_communication talker


rosrun learning_communication listener



停止：在每一个终端输入Ctrl+c就会停止。
自定义话题消息

定义msg文件；使用命令

cd src/learnning_communication;mkdir msg;sudo vim Person.msg


在package.xml中添加功能包依赖，在一些较低的版本中可能需要把exec_depend修改为run_depend.


在CMakeList.txt添加编译选项







编译catkin_make,编译完成如图所示



查看自定义消息rosmsg show Person


服务编程

服务编程流程

创建服务器
创建客户端
添加编译选项
运行可执行程序


创建一个srv文件夹，并在里面创建一个AddTwoInts.srv文件



在文件中添加如下内容
int64 a
int64 b
---
int64 sum

添加功能包依赖
<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

在learning_communication的src文件夹下新建client.cpp与server.cpp并复制以下内容

client.cpp
#include<cstdlib>
#include<ros/ros.h>
#include"learning_communication/AddTwoInts.h"
int main(int argc,char **argv)
{
	//ROS节点初始化
	ros::init(argc,argv,"add_two_ints_client");
	//从终端命令行获取两个加数
	if(argc!=3)
	{
		ROS_INFO("usage:add_two_ints_client X Y");
		return 1;
	}
	//创建节点句柄
	ros::NodeHandle n;
	//创建一个client，请求add_two_ints_service
	//service消息类型是learning_communication::AddTwoInts
	ros::ServiceClient client=n.serviceClient<learning_communication::AddTwoInts>("add_two_ints");
	//创建learning_communication::AddTwoInts类型的service消息
	learning_communication::AddTwoInts srv;
	srv.request.a=atoll(argv[1]);
	srv.request.b=atoll(argv[2]);
	//发布service请求，等待加法运算的应答请求
	if(client.call(srv))
	{
		ROS_INFO("sum: %1d",(long int)srv.response.sum);
	}
	else
	{
		ROS_INFO("Failed to call service add_two_ints");
		return 1;
	}
	return 0;
}

server.cpp
#include<ros/ros.h>
#include"learning_communication/AddTwoInts.h"
//service回调函数，输入参数req，输出参数res
bool add(learning_communication::AddTwoInts::Request &req,learning_communication::AddTwoInts::Response &res)
{
	//将输入的参数中的请求数据相加，结果放到应答变量中
	res.sum=req.a+req.b;
	ROS_INFO("request: x=%1d,y=%1d",(long int)req.a,(long int)req.b);
	ROS_INFO("sending back response:[%1d]",(long int)res.sum);
	return true;
}
int main(int argc,char **argv)
{
	//ROS节点初始化
	ros::init(argc,argv,"add_two_ints_server");
	//创建节点句柄
	ros::NodeHandle n;
	//创建一个名为add_two_ints的server,注册回调函数add()
	ros::ServiceServer service=n.advertiseService("add_two_ints",add);
	//循环等待回调函数
	ROS_INFO("Ready to add two ints.");
	ros::spin();
	return 0;
}


在Cmakelists.txt中加入新的编译项




编译完成后



编译过程会出现一些警告对结果没有影响

运行可执行文件 命令roscore;rosrun learning_communication server //需要放在client前面执行;

rosrun learning_communication client 整数 整数



客户端结果


动作编程

什么是动作

一种问答通信机制

带有连续反馈

可以在任务过程终止运行

基于ROS的消息机制实现


Action的接口

goal:发布任务目标

cancel 请求取消任务；

status 通知客户端当前的状态

feedback周期反馈任务运行的监控数据

result 向客户端发送任务执行结果，只发布一次。

代码实现步骤：

1.建立action文件夹以及action文件DoDishes.action

DoDishes.action
uint32 dishwasher_id
# Specify which dishwasher we want to use
---
#结果
uint32 total_dishes_cleaned
---
float32 percent_complete


在package.xml中添加功能包依赖


CMakeLists.txt修改





编写动作服务器端与客户端的代码

DoDishes_server.cpp
#include "ros/ros.h"
#include "actionlib/server/simple_action_server.h"
#include "learning_communication/DoDishesAction.h"
typedef actionlib::SimpleActionServer<learning_communication::DoDishesAction> Server;
// 收到action的goal后调用该回调函数
void execute(const learning_communication::DoDishesGoalConstPtr &goal, Server *as)
{
	ros::Rate r(1);
	learning_communication::DoDishesFeedback feedback;
	ROS_INFO("Dishwasher %d is working.", goal->dishwasher_id);
	// 假设洗盘子的进度，并且按照1Hz的频率发布进度feedback 
	for(int i = 1; i <= 10; i++)
	{
		feedback.percent_complete = i * 10;
		as->publishFeedback(feedback);
		r.sleep();
	}	
	// 当action完成后，向客户端返回结果
	ROS_INFO("Dishwasher %d finish working.", goal->dishwasher_id);
	as->setSucceeded();
}
int main(int argc, char **argv)
{
	ros::init(argc, argv, "do_dishes_server");
	ros::NodeHandle hNode;
	// 定义一个服务器
	Server server(hNode, "do_dishes", boost::bind(&execute, _1, &server), false);
	// 服务器开始运行
	server.start();
	ros::spin();
	return 0;
}


DoDishes_client.cpp
#include "ros/ros.h"
#include "actionlib/client/simple_action_client.h"
#include "learning_communication/DoDishesAction.h"
typedef actionlib::SimpleActionClient<learning_communication::DoDishesAction> Client;
// 当action完成后会调用该回调函数一次
void doneCallback(const actionlib::SimpleClientGoalState &state
	, const learning_communication::DoDishesResultConstPtr &result)
{
	ROS_INFO("Yay! The dishes are now clean");
	ros::shutdown();
}
// 当action激活后会调用该回调函数一次
void activeCallback()
{
	ROS_INFO("Goal just went active");
}
// 收到feedback后调用该回调函数
void feedbackCallback(const learning_communication::DoDishesFeedbackConstPtr &feedback)
{
	ROS_INFO("percent_complete : %f", feedback->percent_complete);
}
int main(int argc, char **argv)
{
	ros::init(argc, argv, "do_dishes_client");
	// 定义一个客户端
	Client client("do_dishes", true);
	// 等待服务器端
	ROS_INFO("Waiting for action server to start.");
	client.waitForServer();
	ROS_INFO("Action server started, sending goal.");
	// 创建一个 action 的 goal
	learning_communication::DoDishesGoal goal;
	goal.dishwasher_id = 1;
	// 发送action的goal给服务端，并且设置回调函数
	client.sendGoal(goal, &doneCallback, &activeCallback, &feedbackCallback);
	ros::spin();
	return 0;
}


在CMakeLists.txt添加新的编译项



编译完成,警告可忽略



运行代码命令
roscore
rosrun learn_communication DoDishes_server
rosrun learn_communication DoDishes_client

客户端执行结果



服务器端执行结果


参考文档

无法查找功能包路径

package not found原因

参考文档