Python ROS话题发布与订阅

在ROS（Robot Operating System）中，话题（topic）是用于在不同节点之间传递消息的一种机制。通过话题发布与订阅，节点之间可以进行实时的通信和数据交换。在Python中，我们可以使用rospy库来实现话题发布与订阅的功能。

话题发布

在ROS中，话题发布者负责向话题发布消息，其他节点可以通过订阅同一话题获取这些消息。要创建一个话题发布者，我们首先需要初始化节点，并创建一个发布者对象。

import rospy
from std_msgs.msg import String

rospy.init_node('publisher_node')
pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)

在这段代码中，我们首先导入必要的库，然后初始化了一个名为'publisher_node'的节点，并创建了一个名为'chatter'的话题发布者，消息类型为String。

接下来，我们可以编写一个循环来发布消息到话题中。

rate = rospy.Rate(1)
while not rospy.is_shutdown():
    msg = "Hello, world!"
    rospy.loginfo(msg)
    pub.publish(msg)
    rate.sleep()

在这个循环中，我们创建了一个消息字符串"Hello, world!"，然后使用pub.publish(msg)将消息发布到话题'chatter'中。rate.sleep()用于控制发布消息的频率。

话题订阅

话题订阅者用于接收发布者发布的消息。要创建一个话题订阅者，我们也需要初始化节点，并创建一个订阅者对象。

def callback(data):
    rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + "I heard %s", data.data)

rospy.init_node('subscriber_node')
rospy.Subscriber('chatter', String, callback)
rospy.spin()

在这段代码中，我们定义了一个回调函数callback来处理接收到的消息。在初始化节点后，我们创建了一个订阅者对象来订阅话题'chatter'，当有消息发布到该话题时，会调用回调函数callback来处理消息。

完整代码示例

下面是一个完整的Python代码示例，包括话题发布者和话题订阅者：

话题发布者：

import rospy
from std_msgs.msg import String

rospy.init_node('publisher_node')
pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)

rate = rospy.Rate(1)
while not rospy.is_shutdown():
    msg = "Hello, world!"
    rospy.loginfo(msg)
    pub.publish(msg)
    rate.sleep()

话题订阅者：

import rospy
from std_msgs.msg import String

def callback(data):
    rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + "I heard %s", data.data)

rospy.init_node('subscriber_node')
rospy.Subscriber('chatter', String, callback)
rospy.spin()

饼状图示例

下面是一个使用mermaid语法中的pie标识的饼状图示例：

pie
    title Pie Chart Example
    "Apples" : 42
    "Bananas" : 23
    "Oranges" : 35

结论

通过Python中的rospy库，我们可以方便地实现ROS中的话题发布与订阅功能。通过话题发布者和订阅者的配合，节点之间可以实现实时的通信和数据交换，为机器人系统开发提供了便利。希望本文能帮助读者更好地理解和应用ROS中的话题机制。