ROS中工作空间和功能包的创建以及发布者Publisher的实现

最近刚刚开始学习ROS，对于整个ROS的框架和功能正在一点点的了解，跟着B站古月居的《ROS入门21讲》课程，在安装好linux和ROS后，正式开始ROS的学习，动手实践敲代码，在这里先记录一下开始ROS项目的第一步，同时我安装的ROS版本为Noetic。
此次功能的实现是在ROS经典教程小乌龟运动上进行的。

创建工作空间和功能包

工作空间（worksspace）是一个存放工程开发相关文件的文件夹，咱们创建主文件夹catkin_ws，其中创建以下四个子文件夹：

src：代码空间（Source Space）

build：编译空间（Build Space）

devel：开发空间（Develpment Space）

install：安装空间（Install Space）

下面为实际操作：

1.创建工作空间

先在主目录里面创建catkin_ws文件夹,在主目录中打开终端。

$  mkdir catkin_ws

也可以是别的目录，后面要设置一个环境变量，会用到已创建的工作空间里面的一个文件，如果不用主目录，在写文件路径的时候会比较麻烦。同时这个文件夹的文件不一定必须要命名为catkin_ws。但是上面所说的工作空间里面的四个文件夹，文件命名不能修改！

进入catkin_ws文件，创建src文件夹，这个文件夹是咱们一开始创建的，跟普通文件夹性质一样。

$  cd catkin_ws
$  mkdir src

进入src文件夹。

$  cd src

把当前的文件夹初始化，把他从一个普通的文件夹变成ROS的一个工作空间。

$  catkin_init_workspace

退回到catkin_ws文件夹。

$  cd ..

下面是编译命令；这个是catkin工具提供的编译器的指令，编译src功能包里面的源码，然后结果放到devel和build文件夹里面。

$  catkin_make

创建install文件夹，这个文件不会在工作空间初始化后自己生成，需要自己编译创建。

$  catkin_make install

目前在catkin_ws里面有四个文件夹，各自的功能如下：

src：:放置功能包的源码，后面Publisher发布的话题内容文件夹就放置在这个文件夹里面。

install：放置最终编译生成的可执行文件，这个文件可没有。

devel：开发空间，用于存放编译生成的目标文件，包括头文件、动态&静态链接库、可执行文件，作用和install类似。

build：编译空间，放置编译的中间文件，二进制文件，存放CMake和catkin的缓存信息、配置信息和其他中间文件。

2.创建功能包

进入src文件夹。

$  cd ~/catkin_ws/src

创建功能包，名字为learning_topic，后面五个是依赖的五个工具包，可以用C++或者Python语言来写话题内容。

$  catkin_create_pkg learning_topic roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim

3.创建发布者代码

然后在catkin_ws/src/learning_topic/src里面创建velocity_publisher.cpp文件，可以使用下面的命令：

$  touch velocity_publisher.cpp

然后使用vim命令，打开这个文件夹。

$  vim  velocity_publisher.cpp

把下面的代码复制粘贴上去，如果复制粘贴不上去，请看一下回头看一下linux命令，文件管理和编辑。或者直接右键：用文本编辑器打开。
下面的代码这次就不详细讲解了，只说一下大致的功能。大部分都有注释，代码在《古月ROS21讲》视频配套的文件里有，去古月居公众号找一下。另外这是C++语言的，因为在创建功能包的时候，咱们不光加入了C++的依赖也加入了Python的依赖，所以也可以使用Python编写，Python编写的整体风格要比C++简约的多。
在下面的代码中，实现了几个效果:

初始化ROS节点；

向ROS Master 注册节点信息，包括发布的话题名和话题中的消息类型；

创建消息数据；

按照一定频率循环发布消息。

/*** 该例程将发布turtle1/cmd_vel话题，消息类型geometry_msgs::Twist*/#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>int main(int argc, char **argv)
{// ROS节点初始化ros::init(argc, argv, "velocity_publisher");// 创建节点句柄ros::NodeHandle n;// 创建一个Publisher，发布名为/turtle1/cmd_vel的topic，消息类型为geometry_msgs::Twist，队列长度10ros::Publisher turtle_vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);// 设置循环的频率ros::Rate loop_rate(10);int count = 0;while (ros::ok()){// 初始化geometry_msgs::Twist类型的消息geometry_msgs::Twist vel_msg;vel_msg.linear.x = 0.5;vel_msg.angular.z = 0.2;// 发布消息turtle_vel_pub.publish(vel_msg);ROS_INFO("Publsh turtle velocity command[%0.2f m/s, %0.2f rad/s]", vel_msg.linear.x, vel_msg.angular.z);// 按照循环频率延时loop_rate.sleep();}return 0;
}

4.配置发布者代码编译规则

在catkin_ws/src/learning_topic/CMakeLists.txt中加入以下代码，位置是在CMakeLists.txt中的install标题上面。

 add_executable(velocity_publisher src/velocity_publisher.cpp)target_link_libraries(velocity_publisher ${catkin_LIBRARIES})

add_executable这个函数是把velocity_publisher.cpp文件编译成可执行文件velocity_publisher。
target_link_libraries函数把上面生成的可执行文件velocity_publisher和ROS相关的库作链接，像是C++、Python库

5.编译并运行发布者

咱们再回到catkin_ws文件夹:

$  cd ~/catkin_ws

进行编译:

$  catkin_make

随后需要设置环境变量：

$  source devel/setup.bash

如果不想每次执行这个文件，配置环境变量，在主目录下按快捷键Ctrl+H，显示出隐藏的文件，在.bashrc文件里面的最后加上

echo "source /home/yzxie/catkin_ws/devel/setup.bash">> ~/.bashrc或者source /home/yzxie/catkin_ws/devel/setup.bash

这里注意第二行代码中，/home意思是在主目录里面，如果你一开始catkin_ws文件不是创建在主目录下，这里就要盖面路径，/yzxie/是你linux系统的用户名。

随后重新打开终端，输入一下命令;

$  roscore

不要关闭，Ctri+Atl+T再重新打开一个终端，输入以下命令：

$  rosrun turtlesim turtlesim_node

运行之后就会看到小乌龟的界面,小海龟的皮肤每次都是随机，每次都像开盲盒。然后Ctri+Atl+T再重新打开一个终端，输入以下命令：

$  rosrun learning_topic velocity_publisher

然后小乌龟就按照咱们C++程序中设定的，以一定的角速度旋转，咱们的整个功能也就实现了。