参考资料：
https://www.icourse163.org/course/ISCAS-1002580008?tid=1003713012 //中国大学MOOC
https://www.bilibili.com/video/av23401751 //B站
《ROS操作系统入门讲义》PDF下载
链接：https://pan.baidu.com/s/1OCja2WLDRnjYXMrpnZ3-sQ
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第六章 roscpp
一、ROS支持的客户端库和整体的包结构分布
二、roscpp：位于/opt/ros/kinetic // #include<ros/ros.h>
1. 主要部分
（1）ros::init()：解析传入的ROS参数，创建node第一步需要用到的函数 //可以为node命名
（2）ros::NodeHandle：和topic、service、param等交互的公共接口 //类，需要创建句柄对象
（3）ros::master：包含从master查询信息的函数 //命名空间，无需创建对象
（4）ros::this_node：包含查询这个进程(node)的函数
（5）ros::service：包含查询服务的函数
（6）ros::param：包含查询参数服务器的函数，而不需要用到NodeHandle
（7）ros::names：包含处理ROS图资源名称的函数
2. 按功能分类
- Initialization and Shutdown 初始与关闭
- Topics 话题
- Services 服务
- Parameter Server 参数服务器
- Timers 定时器
- NodeHandles 节点句柄
- Callbacks and Spinning 回调和自旋（轮询）
- Logging 日志
- Names and Node Information 名称管理
- Time 时钟
- Exception 异常
三、节点初始化、关闭以及句柄NodeHandle
1. 初始化
（1）ros::init()：初始化节点的名称和其他信息
（2）ros::NodeHandle对象：节点句柄，用来创建Publisher、Subscriber等
注：句柄NodeHandle是对节点资源的描述，通过它对节点进行操作，如为程序提供服务、监听某个topic上的消息、访问和修改param等
2. 关闭节点
（1）终端输入"Ctrl + C" //自动触发SIGINT句柄关闭进程
（2）调用ros::shutdown() //手动关闭节点
注：常用执行流程如下 // 启动节点+获取句柄
3. NodeHandle类的常用成员函数 // 类
四、基于roscpp的topic通信
（1）功能：自定义一个类型为gps的消息（包括位置x，y和工作状态state信息），一个node以一定频率发布模拟的gps消息，另一个node接收并处理，算出到原点的距离
（2）自定义gps.msg消息 //类似于C语言中的结构体
string state #工作状态
float32 x #x坐标
float32 y #y坐标
（3）修改CMakeLists.txt和package.xml //编译自定义消息
CMakeLists.txt：
package.xml：
<build_depend>message_generation</build_depend>
<run_depend>message_runtime</run_depend>
注：
- 回到工作空间编译完成后，会在devel路径下自动生成gps.msg对应的头文件，其中定义了topic_demo::gps类
- 通过 #include<topic_demo/gps.h>，使用自定义消息类型
-
topic_demo::gps mygpsmsg;
mygpsmsg.x = 1.6;
mygpsmsg.y = 5.5;
mygpsmsg.state = "working";
（4）消息发布节点 talker.cpp //发布gps_info话题
（5）消息订阅节点 listener.cpp
注：
- 通过定义回调函数，为gps_info话题预先准备一个回调函数，接收到消息时被触发执行
- 回调函数作为参数被传入到了另一个函数中（在本例中传递的是函数指针），在未来某个时刻（当有新的message到达），就会立即执行
（6）修改CMakeList.txt
（7）spin调用方式 //多线程用于分别处理不同数据
五、基于roscpp的service通信
（1）自定义服务文件Greeting.srv
string name #短横线上边部分是服务请求的数据
int32 age
--- #短横线下面是服务回传的内容。
string feedback
注：相当于嵌套了请求和响应两个结构体
（2）修改CMakeList.txt：add_service_files(FILES Greeting.srv)
通过#include <service_demo/Greeting.h>进行调用
service_demo::Greeting grt; //grt分为grt.request和grt.response两部分
grt.request.name = "HAN"; //不能用grt.name或者grt.age来访问
grt.request.age = "20";
（3）服务提供节点 server.cpp
注：
- 服务的处理操作由handle_function()函数确定，输入参数为Greeting的Request和Response两部分，对对Requst数据进行需要的操作，将结果写入到Response中
- 返回值为bool值，用于判断服务是否调用成功 //不输出Response
（4）服务请求节点 client.cpp
注：CMakeList.txt和package.xml的修改和topic_demo类似
六、基于roscpp的参数服务器设置
（1）两种方式
- ros::param命名空间
- ros::NodeHandle节点句柄
（2）实际项目中对参数的设置通常都不在程序中，而是利用launch文件 //launch文件可以方便地修改参数，而写成代码之后，修改参数必须重新编译
（3）命名空间对param的影响 // ros::NodeHandle n; 和 ros::NodeHandle nh("~") 的区别
假设参数定义如下：
那么 name_demo.cpp文件如下：
输出：
可见：
- n为全局命名空间句柄，当访问节点私有命名空间内的参数时，需要添加节点名
- nh为局部命名空间句柄，当访问全局命名空间的参数时，需要添加全局命名空间 /
七、时钟
（1）两种时间表示方法 //均由秒和纳秒组成：int32 sec；int32 nsec
- ros::Time //某个时刻，#include<ros/time.h>
- ros::Duration //某个时段，#include<ros/duration.h>
用法示例：
- ros::Time begin = ros::Time::now(); //获取当前时间
- ros::Time at_some_time1(5,20000000); //5.2s
- ros::Time at_some_time2(5.2) //同上，重载了float类型和两个uint类型的构造函数
- ros::Duration one_hour(60*60,0); //1h
- double secs1 = at_some_time1.toSec(); //将Time转为double型时间
- double secs2 = one_hour.toSec(); //将Duration转为double型时间
时刻Time和Duration时长之间存在加减运算：
- ros::Time t1 = ros::Time::now() - ros::Duration(5.5); //t1是5.5s前的时刻，Time加减Duration返回都是Time
- ros::Time t2 = ros::Time::now() + ros::Duration(3.3); //t2是当前时刻往后推3.3s的时刻
- ros::Duration d1 = t2 - t1; //从t1到t2的时长，两个Time相减返回Duration类型
- ros::Duration d2 = d1 -ros::Duration(0,300); //两个Duration相减，还是Duration
注：不存在Time+Time
（2）休眠功能sleep
注：Rate的功能是指定一个频率，让某些动作按照这个频率来循环执行
（3）定时器Timer：与Rate类似，通过设定回调函数和触发时间来实现某些动作的反复执行，创建方法类似topic中的subscriber
八、日志和异常
（1）日志log
- 每个节点都会把日志信息发送到统一的话题 /rosout 上
- rosout本身也是一个节点，负责日志的记录
（2）日志的输出：#include<ros/console.h>
五个级别：
- DEBUG：ROS_DEBUG("The velocity is %f", vel);
- INFO：ROS_INFO
- WARN：ROS_WARN("Warn: the use is deprecated.");
- ERROR：ROS_ERROR
- FATAL：ROS_FATAL("Cannot start this node.");
（3）异常Exception //针对两类错误
- ros::InvalidNodeNameException //当无效的基础名称传给ros::init()，通常是名称中有/，就会触发
- ros::InvalidNameExcaption //当无效名称传给了roscpp