| Note: This tutorial assumes that you have completed the previous tutorials: 构建ROS软件包. |
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理解ROS节点
Description: 该教程介绍了ROS图的概念，并探讨了roscore、rosnode和rosrun命令行工具的使用。Tutorial Level: BEGINNER
Next Tutorial: 理解ROS话题
预备工作
本教程中我们将会用到一个轻量级模拟器。如果你之前安装的ROS不是完整桌面版（Desktop-Full），请先：
$ sudo apt-get install ros-<distro>-ros-tutorials
将<distro>替换成你安装的ROS发行版简称（比如kinetic或noetic等）。
图概念速览
计算图（Computation Graph）是一个由ROS进程组成的点对点网络，它们能够共同处理数据。ROS的基本计算图概念有节点（Nodes）、主节点（Master）、参数服务器（Parameter Server）、消息（Messages）、服务（Services）、话题（Topics）和袋（Bags），它们都以不同的方式向图（Graph）提供数据。
节点（Nodes）：节点是一个可执行文件，它可以通过ROS来与其他节点进行通信。
消息（Messages）：订阅或发布话题时所使用的ROS数据类型。
话题（Topics）：节点可以将消息发布到话题，或通过订阅话题来接收消息。
主节点（Master）：ROS的命名服务，例如帮助节点发现彼此。
rosout：在ROS中相当于stdout/stderr（标准输出/标准错误）。
节点
节点实际上只不过是ROS软件包中的一个可执行文件。ROS节点使用ROS客户端库与其他节点通信。节点可以发布或订阅话题，也可以提供或使用服务。
注：节点是ROS中非常重要的一个概念，为了帮助初学者理解这个概念，这里举一个通俗的例子：
例如，咱们有一个机器人，和一个遥控器，那么这个机器人和遥控器开始工作后，就是两个节点。遥控器起到了下达指 令的作用；机器人负责监听遥控器下达的指令，完成相应动作。从这里我们可以看出，节点是一个能执行特定工作任 务的工作单元，并且能够相互通信，从而实现一个机器人系统整体的功能。在这里我们把遥控器和机器人简单定义为两个节点，实际上在机器人中根据控制器、传感器、执行机构等不同组成模块，还可以将其进一步细分为更多的节点，这个是根据用户编写的程序来定义的。）
客户端库
ROS客户端库可以让用不同编程语言编写的节点进行相互通信：
- rospy = Python客户端库
- roscpp = C++客户端库
roscore
roscore是你在运行所有ROS程序前首先要运行的命令。
请运行：
$ roscore
然后你会看到类似下面的输出信息：
... 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运行后没有初始化，很有可能是网络配置的问题。参见网络配置 - 单机器配置。
如果roscore不能初始化并提示缺少权限，可能是因为~/.ros目录属于root用户（只有root用户才能访问），可以用以下命令递归地更改该目录的所有权：
$ sudo chown -R <your_username> ~/.ros
使用rosnode
打开一个新终端，可以使用rosnode看看roscore运行时干了些什么…… 记得要保持以前的终端开着，比如打开一个新的标签页，或者最小化之前的窗口。
注意： 当打开一个新的终端时，环境将会重置，~/.bashrc文件将会生效。如果你在运行rosnode等命令时出现一些问题，那么可能需要将一些环境设置文件添加到~/.bashrc或手动source一下。
rosnode显示当前正在运行的ROS节点信息。rosnode list命令会列出这些活动的节点：
$ rosnode list
- 你会看到：
/rosout
这表示当前只有一个节点在运行: rosout。因为这个节点用于收集和记录节点的调试输出，所以它总是在运行的。
而rosnode info命令返回的是某个指定节点的信息。
$ rosnode info /rosout
这给了我们更多关于rosout的信息, 比如说实际上它是发布了一个/rosout_agg话题。
------------------------------------------------------------------------ Node [/rosout] Publications: * /rosout_agg [rosgraph_msgs/Log] Subscriptions: * /rosout [unknown type] Services: * /rosout/get_loggers * /rosout/set_logger_level contacting node http://machine_name:54614/ ... Pid: 5092
现在，让我们看看其他节点。为此，我们将使用rosrun调出另一个节点。
使用rosrun
rosrun可以让你用包名直接运行软件包内的节点（而不需要知道包的路径）。
用法：
$ rosrun [package_name] [node_name]
所以现在我们试着运行turtlesim包中的turtlesim_node。
在一个新终端中：
$ rosrun turtlesim turtlesim_node
你会看到turtlesim窗口：
注意：此处的乌龟可能和你turtlesim窗口上的不同。别担心，实际上有许多版本的turtle ，而你的是个惊喜!（一个可爱的小彩蛋～）
在一个新终端中：
$ rosnode list
你会看到类似下面的输出信息：
/rosout /turtlesim
ROS有一个强大的功能，就是你可以通过命令行重新分配名称。
关闭turtlesim窗口以停止节点（或回到rosrun turtlesim的终端并按Ctrl+C）。现在让我们重新运行它，但是这一次使用重映射参数来改变节点名称：
$ rosrun turtlesim turtlesim_node __name:=my_turtle
现在，如果我们回去使用rosnode list：
$ rosnode list
- 你会看到类似下面的输出信息：
/rosout /my_turtle
注意：如果你仍看到/turtlesim在列表中，这可能因为你是在终端中使用Ctrl+C停止的节点而不是关闭窗口，或者你没有按网络配置 - 单机器配置中的描述定义$ROS_HOSTNAME环境变量。可以尝试清除下rosnode列表: $ rosnode cleanup
我们可以看到新的/my_turtle节点。使用另外一个rosnode指令，ping，来测试它是否正常：
$ rosnode ping my_turtle
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
复习
本节所涉及的内容：
- roscore = ros+core：主节点（为ROS提供命名服务) + rosout (stdout/stderr) + 参数服务器（会在以后介绍）
- rosnode = ros+node：获取节点信息的ROS工具
- rosrun = ros+run：运行给定的软件包中的节点
到这里，您已经了解ROS节点是如何工作的，下一步，我们来看看理解ROS话题。如果想关闭turtlesim_node，可以随时按下Ctrl+C。
