SLAM+語音機器人DIY系列：（二）ROS入門——4.如何編寫ROS的第一個程序hello_world

#先切回主目錄
cd ~/

#新建工做空間文件夾
mkdir catkin_ws

#在catkin_ws目錄下新建src文件夾
cd catkin_ws
mkdir src

#初始化src目錄，生成的CMakeLists.txt爲功能包編譯配置
cd src
catkin_init_workspace

#切回catkin_ws目錄，對該工做空間執行一次編譯
cd ~/catkin_ws
catkin_make

#環境變量配置，使新建的catkin_ws工做空間可用
source devel/setup.bash

這時，便已經建立好了一個ROS的工做空間了，接下來就是在catkin_ws工做空間下的src目錄下新建功能包並進行功能包程序編寫了，若是想了解工做空間的詳細目錄結構，請參考本章節（二）ROS入門——2.ROS系統總體架構這有對ROS的文件組織結構進行詳解。

（2）功能包的建立

繼續在命令行終端中，輸入以下命令：

#在catkin_ws/src/下建立取名爲hello_world的功能包，
#ROS功能包命名規範：只容許使用小寫字母、數字和下劃線，
#且首字符必須爲一個小寫字母。
cd ~/catkin_ws/src/
catkin_create_pkg hello_world

這時候在~/catkin_ws/src/目錄下能看到一個叫hello_world的文件夾，文件夾名稱就是功能包的名稱以及功能包的惟一標識符，這個說明功能包建立成功了。

（3）功能包的源代碼編寫

因爲咱們只是要編寫一個能打印「hello world」的程序，因此就很簡單了，這裏先以c++代碼做爲示範，後面會講解python的。一些在線教程建議在你的功能包目錄中建立src目錄用來存放c++源文件，這個附加的組織結構是頗有益處的，特別是對含有不少種類型文件的大型功能包，不過不是嚴格必要的。出於編程規範，我這裏也會採用這樣的建議把c++源文件放在功能包中的src目錄下。

因此，首先在hello_world目錄下新建src目錄，再在新建的src目錄下新建一個my_hello_world_node.cpp文件。這裏的新建目錄和文件的方法能夠在圖形界面下直接操做會更方便一點，如圖11。

（圖11）在功能包中新建文件夾及文件

用文本編輯器gedit打開my_hello_world_node.cpp文件，並輸入以下內容。

#include 「ros/ros.h」

int main(int argc,char **argv) 
{
  ros::init(argc,argv,"hello_node");
  ros::NodeHandle nh;
  ROS_INFO_STREAM("hello world!!!");
}

這裏對代碼作一個解析：

#include 「ros/ros.h」

這一句是包含頭文件ros/ros.h，這是ROS提供的C++客戶端庫，是必須包含的頭文件，在後面的編譯配置中要添加相應的依賴庫roscpp。

ros::init(argc,argv,"hello_node");

這一句是初始化ros節點並指明節點的名稱，這裏給節點取名爲hello_node，一旦程序運行後就能夠在ros的計算圖中被註冊爲hello_node名稱標識的節點。

ros::NodeHandle nh;

這一句是聲明一個ros節點的句柄，初始化ros節點必須的。

ROS_INFO_STREAM("hello world!!!");

這一句是調用了roscpp庫提供的方法ROS_INFO_STREAM來打印信息，這裏打印字符串"hello world!!!"。

（4）功能包的編譯配置

聲明依賴庫：

對於咱們的my_hello_world_node.cpp程序來講，咱們包含了<ros/ros.h>這個庫，所以咱們須要添加名爲roscpp的依賴庫。

首先，用文本編輯器gedit打開功能包目錄下的CMakeLists.txt文件，在find_package(catkin REQUIRED ...)字段中添加roscpp，添加後的字段以下：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp)

同時，找到include_directories(...)字段，去掉${catkin_INCLUDE_DIRS}前面的註釋，以下：

include_directories(
# include
 ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)

添加好後的效果如圖12所示。

（圖12）在CMakeLists.txt中添加roscpp依賴庫

而後，用文本編輯器gedit打開功能包目錄下的package.xml文件，找到這樣一句話<buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>，在這句話的下面添加以下內容：

<build_depend>roscpp</build_depend>
<build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
<exec_depend>roscpp</exec_depend>

添加好後的效果如圖13所示。

（圖13）在package.xml中添加roscpp依賴庫

聲明可執行文件：

就接下來，咱們須要在CMakeLists.txt中添加兩句，個人習慣在文件最後一行添加就行了，來聲明咱們須要建立的可執行文件。

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

第一行聲明瞭咱們想要的可執行文件的文件名,以及生成此可執行文件所需的源文件列表。若是你有多個源文件,把它們列在此處,並用空格將其區分開。

第二行告訴 Cmake 當連接此可執行文件時須要連接哪些庫(在上面的 find_package 中定義)。若是你的包中包括多個可執行文件,爲每個可執行文件複製和修改上述兩行代碼。

添加好後的效果如圖14所示。

（圖14）在CMakeLists.txt聲明可執行文件

（5）功能包的編譯

功能包的編譯配置好後，就能夠開始編譯了，這裏有兩種編譯方式，一種是編譯工做空間內的全部功能包，另外一種是編譯工做空間內的指定功能包，兩種編譯方式各有用處，下面分別講解。

第一種，編譯工做空間內的全部功能包：

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

第二種，編譯工做空間內的指定功能包：

其實就是加入參數 -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES=」」，在雙引號中填入須要編譯的功能包名字，用空格分割。

cd ~/catkin_ws/
catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="hello_world"

（6）功能包的啓動運行

首先，須要用roscore命令來啓動ROS節點管理器，ROS節點管理器是全部節點運行的基礎。

打開命令行終端，輸入命令：

roscore

而後，用source devel/setup.bash激活catkin_ws工做空間，用rosrun <package_name> <node_name>啓動功能包中的節點。

再打開一個命令行終端，分別輸入命令：

cd ~/catkin_ws/
source devel/setup.bash
rosrun hello_world my_hello_world_node

看到有輸出hello world!!!就說明程序已經正常執行了，按照咱們的設計程序正常打印後會自動結束，如圖15。

（圖15）hello_world功能包中my_hello_world_node節點執行結果

到這裏，恭喜你已經學會了ROS的第一個程序hello world!!!

後記

------SLAM+語音機器人DIY系列【目錄】快速導覽------

第1章：Linux基礎

第2章：ROS入門

3.在ubuntu16.04中安裝ROS kinetic

4.如何編寫ROS的第一個程序hello_world

5.編寫簡單的消息發佈器和訂閱器

6.編寫簡單的service和client

7.理解tf的原理

8.理解roslaunch在大型項目中的做用

9.熟練使用rviz

10.在實際機器人上運行ROS高級功能預覽

第3章：感知與大腦

第4章：差分底盤設計

第5章：樹莓派3開發環境搭建

1.安裝系統ubuntu_mate_16.04

2.安裝ros-kinetic

3.裝機後一些實用軟件安裝和系統設置

4.PC端與robot端ROS網絡通訊

5.Android手機端與robot端ROS網絡通訊

6.樹莓派USB與tty串口號綁定

7.開機自啓動ROS節點

第6章：SLAM建圖與自主避障導航

1.在機器人上使用傳感器

2.google-cartographer機器人SLAM建圖

3.ros-navigation機器人自主避障導航

第7章：語音交互與天然語言處理

第8章：高階拓展

2.centos7下部署Django(nginx+uwsgi+django+python3)

----------------文章將持續更新，敬請關注-----------------

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