[ROS]ROS Node的学习

##1.准备：

执行：

sudo apt-get install ros-<distro>-ros-tutorials

安装教程，把替换成相应的版本号。(e.g. indigo, jade, kinetic)

##2.图的概念快速预览
Nodes:节点就是使用 ROS 与其他节点进行通信 的可执行的（程序？）；

Messages: 向一个主题订阅和发布的 ROS 消息类型；

Topics: 节点能够发布消息或者接受来自订阅的主题的消息；

Master: ROS 的名称服务器(i.e. 为节点之间的相互发现提供服务)；

rosout: ROS 中等同于 stdout/stderr；

roscore: Master + rosout + 参数服务 (之后再介绍)

##3.节点
节点不仅仅是在 ROS 包中的一个可执行文件。节点可以使用 ROS 的客户库与其他节点交流。节点能够向一个主题发布和订阅（消息）。节点能够提供或者使用服务。

##4.客户库
ROS 客户库允许使用不同编程语言编写的节点之间交流：

rospy = python client library

roscpp = c++ client library

##5.roscore

使用 ROS 的第一件事就是运行 roscore.
执行:

$ roscore

可以看到类似的信息:

... logging to ~/.ros/log/9cf88ce4-b14d-11df-8a75-00251148e8cf/roslaunch-machine_name-13039.log

Checking log directory for disk usage. This may take awhile.

Press Ctrl-C to interrupt

Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

started roslaunch server http://machine_name:33919/

ros_comm version 1.4.7

SUMMARY

PARAMETERS
 * /rosversion
 * /rosdistro

NODES

auto-starting new master
process[master]: started with pid [13054]
ROS_MASTER_URI=http://machine_name:11311/

setting /run_id to 9cf88ce4-b14d-11df-8a75-00251148e8cf
process[rosout-1]: started with pid [13067]
started core service [/rosout]

如果 roscore 没有初始化, 可能是遇到了网络问题. 查看 Network Setup - Single Machine Configuration
如果 roscore 没有初始化并提示缺少权限, 有可能是~/.ros 目录是 root 用户拥有的, 改变这个目录的拥有者:

$ sudo chown -R <your_username> ~/.ros

##6.使用 rosnode
新开一个命令窗口, 然后我们可以运行 rosnode 命令来看下运行 roscore 命令做了什么...
注意:当打开一个新的命令窗口，你的环境变量就被重置了并且新的环境变量来自~/.bashrc 文件. 如果你在运行 rosnode 之类的命令的时候遇到问题，可能需要在~/.bashrc 文件中添加环境变量或者手动定位命令地址.
rosnode 显示目前正在运行的节点的信息:

$ rosnode list

可以看到:

/rosout

可以看到只有一个正在运行的节点: rosout. 这个节点一直运行，它会收集和记录节点输出的调式信息.
Rosnode info 命令返回一个具体节点的信息.

$ rosnode info /rosout

这个命令给出了更多关于 rosout 的信息, 比如说它发布/rosout_agg.

Node [/rosout]
Publications:
 * /rosout_agg [rosgraph_msgs/Log]

Subscriptions:
 * /rosout [unknown type]

Services:
 * /rosout/set_logger_level
 * /rosout/get_loggers

contacting node http://machine_name:54614/ ...
Pid: 5092

现在，让我们来看看更多的节点. 通过使用 rosrun 命令启动另一个节点.

##7.使用 rosrun
rosrun 允许使用包名直接启动包内的节点（不需要知道包的具体路径）。
用法:

$ rosrun [package_name] [node_name]

所以我们可以启动 turtlesim 包中的 turtlesim_node 节点.
然后启动一个新的命令窗口:

$ rosrun turtlesim turtlesim_node

可以看见 turtlesim 窗口 :

注意:这只龟在你的 turtlesim 窗口看起来有可能不一样. 别担心这个 - 因为本来就有很多不同的龟，更多的龟查看 many types of turtle!
打开新的命令窗口:

$ rosnode list

可以看到类似的信息:

/rosout
/turtlesim

一个强大的 ROS 特性就是可以在命令行重新分配名字。
关闭 turtlesim 窗口停止节点 (或者返回 turtlesim 命令窗口按 ctrl+C). 现在让我们重新运行它, 但是这次我们使用 Remapping Argument 改变节点的名字:

$ rosrun turtlesim turtlesim_node __name:=my_turtle

现在，重新运行 rosnode list:

$ rosnode list

可以看到类似的信息:

/rosout
/my_turtle

注意: 如果依然可以在列表中看到 /turtlesim， 这意味着你在命令窗口使用 ctrl-C 而不是直接关闭 turtlesion 窗口, 或者没有配置$ROS_HOSTNAME 在 Network Setup - Single Machine Configuration 中定义的环境变量。可以尝试清除节点列表: 

\\$ rosnode cleanup

可以看到新的/my_turtle 节点. 让我们来使用另一个 rosnode 命令 ping 来测试:

$ rosnode ping my_turtle
可以看到输出：
rosnode: node is [/my_turtle]
pinging /my_turtle with a timeout of 3.0s
xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.152992ms
xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.120090ms
xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.700878ms
xmlrpc reply from http://aqy:42235/     time=1.127958ms

总结
上文我们学到了:
roscore = ros+core : master (ROS 中提供名字服务) + rosout (stdout/stderr) + parameter server (parameter server 将在以后介绍)
rosnode = ros+node : ROS 工具用于获取节点的信息.
rosrun = ros+run :从一个给定的包中运行节点.
现在你应该理解了节点使如何工作的, 下面我们看看 how ROS topics work. 同时，使用 Ctrl-C 来停止 turtlesim_node 节点.