ROS 基础教程：使用 C++ 编写节点

3.1 Node 以及 Master

在 ROS 的世界里，最小的进程单元就是节点（node）。一个功能包里可以有多个可执行文件，可执行文件在运行之后就成了一个进程 (process)，这个进程在 ROS 中就叫做节点。从程序角度来说，node 就是一个可执行文件（通常为 C++ 编译生成的可执行文件、Python 脚本）被执行，加载到了内存之中。

从功能角度来说，通常一个 node 负责机器人的某一个单独的功能。由于机器人的功能模块非常复杂，我们往往不会把所有功能都集中到一个 node 上，而会采用分布式的方式，把鸡蛋放到不同的篮子里。例如有一个 node 来控制底盘轮子的运动，有一个 node 驱动摄像头获取图像，有一个 node 驱动激光雷达，有一个 node 根据传感器信息进行路径规划……这样做可以降低程序发生崩溃的可能性，试想一下如果把所有功能都写到一个程序中，模块间的通信、异常处理将会很麻烦。

由于机器人的元器件很多，功能庞大，因此实际运行时往往会运行众多的 node，负责感知世界、控制运动、决策和计算等功能。那么如何合理的进行调配、管理这些 node？这就要利用 ROS 提供给我们的节点管理器 master，master 在整个网络通信架构里相当于管理中心，管理着各个 node。node 首先在 master 处进行注册，之后 master 会将该 node 纳入整个 ROS 程序中。node 之间的通信也是先由 master 进行'牵线'，才能两两的进行点对点通信。当 ROS 程序启动时，第一步首先启动 master，由节点管理器处理依次启动 node。

接下来我们来介绍如何用 C++ 编写一个 Node。

3.2 roscpp

ROS 为机器人开发者们提供了不同语言的编程接口，比如 C++ 接口叫做 roscpp，Python 接口叫做 rospy，Java 接口叫做 rosjava。尽管语言不通，但这些接口都可以用来创建 topic、service、param，实现 ROS 的通信功能。Client Library 有点类似开发中的 Helper Class，把一些常用的基本功能做了封装。

目前 ROS 支持的 Client Library 包括：

文章配图

目前最常用的只有 roscpp 和 rospy，而其余的语言版本基本都还是测试版。

3.3 Node 编写

大致介绍了 roscpp 的一些接口之后，我们来编写第一个 ROS 节点。

当执行一个 ROS 程序，就被加载到了内存中，就成为了一个进程，在 ROS 里叫做节点。每一个 ROS 的节点尽管功能不同，但都有必不可少的一些步骤，比如初始化、销毁，需要通行的场景通常都还需要节点的句柄。这一节我们来学习 Node 最基本的一些操作。

3.3.1 节点编写

在第二章节中我们建立了一个 ros_workspace 的工作空间同时在工作空间中创建了一个命名为 test_pkg 的功能包。本节中我们继续在 test_pkg 中创建一个节点。

在路径 ros_workspace/src/test_pkg/src 下创建一个 cpp 文件命名为：test.cpp。

在终端输入以下命令进入指定路径：

cd ~/ros_workspace/src/test_pkg/src

在终端输入以下命令创建 test.cpp:

touch test.cpp

在终端输入以下命令打开 test.cpp：

gedit test.cpp

输入以下代码：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>


{
  ros::(argc, argv, );
  ros::NodeHandle n;
  ros::Publisher chatter_pub = n.<std_msgs::String>(, );
  ;
   count = ;

  (ros::())
  {
    std_msgs::String msg;
    std::stringstream ss;
    ss <<  << count;
    msg.data = ss.();
    (, msg.data.());
    chatter_pub.(msg);
    ros::();
    loop_rate.();
    ++count;
  }
   ;
}