基于B站ROS公开课：【古月居】古月·ROS入门21讲
基于Ubuntu 20.04.1、Noetic版本
修正错误，并详述Python版本部署

之前两节使用了Topic模型，我们先使用了Twist类型（geometry_msgs.msg库下的Twist类）的Message作为输入指令进行发布，接着使用了Pose类型（Turtlesim.msg库下的Pose类）的Message作为订阅消息进行接收。
我们可以使用rosmsg show ...来查看这俩的数据结构，可以看出包含了哪些信息：

以上的Message消息都是预定义好的，当我们需要自定义消息该怎么做呢？
(部分图摘自：b站【古月居】古月·ROS入门21讲)

1 模型图

这节我们自定义一个消息类型“Person”，并完成发布订阅整个过程，Publisher进行发布个人信息，Subscriber来接收个人信息。Topic定义名为“person_info”。

2 自定义话题消息

定义msg文件

我们通过自定义msg文件来自定义话题消息。
我们定义msg文件名为：Person.msg

1. 在learning_topic的功能包根目录下，新建文件夹 msg
   并创建新文件 Person.msg，创建方法为使用touch命令在当前目录输入：

touch Person.msg

注意Person的"P"要大写。

2. 我们把下面代码复制进Person.msg

string name
uint8 sex
uint8 age

uint8 unknown = 0
uint8 male = 1
uint8 female = 2

msg文件定义使用自己的一套语言规则。
定义好msg数据接口后，就可以根据这个定义用C++或Python编译。

在package.xml中添加功能包依赖

添加动态生成程序的功能包依赖。
打开package.xml文件，将下面代码拷到文件指定位置：

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

build_depend为编译依赖，这里依赖的是一个会动态产生message的功能包
exer_depend为执行依赖，这里依赖的是一个动态runtime运行的功能包

在CMakeLists.txt中添加编译选项

1. 因为在package.xml添加了功能包编译依赖，在CMakeList.txt里的find_package中也要加上对应的部分；
2. 需要将定义的Person.msg作为消息接口，针对它做编译；
3. 需要指明编译这个消息接口需要哪些ROS已有的包；
   有了这两个配置才可将定义的msg编译成不同的程序文件
4. 因为在package.xml添加了功能包执行依赖，在CMakeList.txt里的catkin_package中也要加上对应的部分；

代码，复制到图示位置：

find_package( ...... message_generation)

add_message_files(FILES Person.msg)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)

catkin_package( ...... message_runtime)

编译生成C++头文件或Python库

以上完成后，到工作空间根目录，编译：

catkin_make

编译完成后，我们可以在 devel/include/learning_topic/ 下找到这个C++的头文件：

也可以在 devel/lib/python3/dist-packages/learning_topic/msg 下找到Python的包：

接下来我们就可以通过编写程序来调用生成的.h或.py了！

3 创建代码并编译运行（C++）

创建代码

我们创建一个Publisher代码和一个Subscriber代码，通过程序调用生成的.h。
(源码：https://github.com/guyuehome/ros_21_tutorials/tree/master/learning_topic/src)
我用红字标上了代码讲解。

在代码中我们调用了自己编译好的头文件，并使用了定义的Person类和属性。

将代码拷贝到src文件夹下。

编译

先配置CMakeLists.txt编译规则，复习一下规则：

• 设置需要编译的代码和生成的可执行文件；
• 设置链接库；
• 添加依赖项。

将下面代码拷贝到指定位置：

add_executable(person_publisher src/person_publisher.cpp)
target_link_libraries(person_publisher ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_publisher ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

add_executable(person_subscriber src/person_subscriber.cpp)
target_link_libraries(person_subscriber ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_subscriber ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)

这里新增了一个添加依赖项，因为代码涉及到动态生成，我们需要将可执行文件与动态生成的程序产生依赖关系。

然后编译：

cd ~/catkin_ws
catkin_make

运行

默认已经source，接着运行。

roscore

rosrun learning_topic person_subscriber

rosrun learning_topic person_publisher

可以看到运行成功，subscriber接收到了publisher的person信息：
可以看到计算图：

如果我们将roscore关掉，可以看到subscriber和publisher依然在接发。roscore代表了ROS Master，它帮助subscriber和publisher建立通信连接，连接建立后退出舞台也没什么问题了。
但是关闭ROS Master就不能管理这个连接了。同时也无法看到rqt_graph。

4 创建代码并编译运行（Python）

创建代码

我们创建一个Publisher代码和一个Subscriber代码，通过程序调用生成的.py。
(源码：https://github.com/guyuehome/ros_21_tutorials/tree/master/learning_topic/scripts)

作者的person_publisher.py代码有两个问题：

1. 这里函数名“velocity_publisher”取的有点问题，和之前小节的重名了。不过不影响运行。
2. 【重要】拷贝进去后会发现while循环里的rospy那行没和其他行对齐，若不更正会导致后面运行的时候报对齐错误。建议全部改成8个空格对齐。参考下图修正。

person_subscriber.py无误

在代码中我们调用了自己编译好的python库（编译指ROS将之前写好的Person.msg文件用我们的规则编译成python库），并使用了定义的Person类和属性。

将代码拷贝到src文件夹下。
右击py文件→属性，打开执行权限。

编译

配置CMakeLists.txt编译规则，注意和C++的区别：
我们只要加上一个关于person_publisher.py和person_subscriber.py的catkin_install_python方法：
下面代码写到指定位置：

然后编译

cd ~/catkin_ws
catkin_make

运行

默认已经source，接着运行。

roscore

rosrun learning_topic person_subscriber.py

rosrun learning_topic person_publisher.py

同样可以运行成功，subscriber接收到了publisher的person信息！
没看C++部分的同学可以看看上面C++部分运行中关于rqt_graph计算图和关闭ROS Master对连接影响的描述。