SLAM+语音机器人DIY系列：（二）ROS入门——4.如何编写ROS的第一个程序hello_world

#先切回主目录
cd ~/

#新建工做空间文件夹
mkdir catkin_ws

#在catkin_ws目录下新建src文件夹
cd catkin_ws
mkdir src

#初始化src目录，生成的CMakeLists.txt为功能包编译配置
cd src
catkin_init_workspace

#切回catkin_ws目录，对该工做空间执行一次编译
cd ~/catkin_ws
catkin_make

#环境变量配置，使新建的catkin_ws工做空间可用
source devel/setup.bash

这时，便已经建立好了一个ROS的工做空间了，接下来就是在catkin_ws工做空间下的src目录下新建功能包并进行功能包程序编写了，若是想了解工做空间的详细目录结构，请参考本章节（二）ROS入门——2.ROS系统总体架构这有对ROS的文件组织结构进行详解。

（2）功能包的建立

继续在命令行终端中，输入以下命令：

#在catkin_ws/src/下建立取名为hello_world的功能包，
#ROS功能包命名规范：只容许使用小写字母、数字和下划线，
#且首字符必须为一个小写字母。
cd ~/catkin_ws/src/
catkin_create_pkg hello_world

这时候在~/catkin_ws/src/目录下能看到一个叫hello_world的文件夹，文件夹名称就是功能包的名称以及功能包的惟一标识符，这个说明功能包建立成功了。

（3）功能包的源代码编写

因为咱们只是要编写一个能打印“hello world”的程序，因此就很简单了，这里先以c++代码做为示范，后面会讲解python的。一些在线教程建议在你的功能包目录中建立src目录用来存放c++源文件，这个附加的组织结构是颇有益处的，特别是对含有不少种类型文件的大型功能包，不过不是严格必要的。出于编程规范，我这里也会采用这样的建议把c++源文件放在功能包中的src目录下。

因此，首先在hello_world目录下新建src目录，再在新建的src目录下新建一个my_hello_world_node.cpp文件。这里的新建目录和文件的方法能够在图形界面下直接操做会更方便一点，如图11。

（图11）在功能包中新建文件夹及文件

用文本编辑器gedit打开my_hello_world_node.cpp文件，并输入以下内容。

#include “ros/ros.h”

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

这里对代码作一个解析：

#include “ros/ros.h”

这一句是包含头文件ros/ros.h，这是ROS提供的C++客户端库，是必须包含的头文件，在后面的编译配置中要添加相应的依赖库roscpp。

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

这一句是初始化ros节点并指明节点的名称，这里给节点取名为hello_node，一旦程序运行后就能够在ros的计算图中被注册为hello_node名称标识的节点。

ros::NodeHandle nh;

这一句是声明一个ros节点的句柄，初始化ros节点必须的。

ROS_INFO_STREAM("hello world!!!");

这一句是调用了roscpp库提供的方法ROS_INFO_STREAM来打印信息，这里打印字符串"hello world!!!"。

（4）功能包的编译配置

声明依赖库：

对于咱们的my_hello_world_node.cpp程序来讲，咱们包含了<ros/ros.h>这个库，所以咱们须要添加名为roscpp的依赖库。

首先，用文本编辑器gedit打开功能包目录下的CMakeLists.txt文件，在find_package(catkin REQUIRED ...)字段中添加roscpp，添加后的字段以下：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp)

同时，找到include_directories(...)字段，去掉${catkin_INCLUDE_DIRS}前面的注释，以下：

include_directories(
# include
 ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)

添加好后的效果如图12所示。

（图12）在CMakeLists.txt中添加roscpp依赖库

而后，用文本编辑器gedit打开功能包目录下的package.xml文件，找到这样一句话<buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>，在这句话的下面添加以下内容：

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

添加好后的效果如图13所示。

（图13）在package.xml中添加roscpp依赖库

声明可执行文件：

就接下来，咱们须要在CMakeLists.txt中添加两句，个人习惯在文件最后一行添加就行了，来声明咱们须要建立的可执行文件。

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

第一行声明了咱们想要的可执行文件的文件名,以及生成此可执行文件所需的源文件列表。若是你有多个源文件,把它们列在此处,并用空格将其区分开。

第二行告诉 Cmake 当连接此可执行文件时须要连接哪些库(在上面的 find_package 中定义)。若是你的包中包括多个可执行文件,为每个可执行文件复制和修改上述两行代码。

添加好后的效果如图14所示。

（图14）在CMakeLists.txt声明可执行文件

（5）功能包的编译

功能包的编译配置好后，就能够开始编译了，这里有两种编译方式，一种是编译工做空间内的全部功能包，另外一种是编译工做空间内的指定功能包，两种编译方式各有用处，下面分别讲解。

第一种，编译工做空间内的全部功能包：

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

第二种，编译工做空间内的指定功能包：

其实就是加入参数 -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES=””，在双引号中填入须要编译的功能包名字，用空格分割。

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

（6）功能包的启动运行

首先，须要用roscore命令来启动ROS节点管理器，ROS节点管理器是全部节点运行的基础。

打开命令行终端，输入命令：

roscore

而后，用source devel/setup.bash激活catkin_ws工做空间，用rosrun <package_name> <node_name>启动功能包中的节点。

再打开一个命令行终端，分别输入命令：

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

看到有输出hello world!!!就说明程序已经正常执行了，按照咱们的设计程序正常打印后会自动结束，如图15。

（图15）hello_world功能包中my_hello_world_node节点执行结果

到这里，恭喜你已经学会了ROS的第一个程序hello world!!!

后记

------SLAM+语音机器人DIY系列【目录】快速导览------

第1章：Linux基础

第2章：ROS入门

3.在ubuntu16.04中安装ROS kinetic

4.如何编写ROS的第一个程序hello_world

5.编写简单的消息发布器和订阅器

6.编写简单的service和client

7.理解tf的原理

8.理解roslaunch在大型项目中的做用

9.熟练使用rviz

10.在实际机器人上运行ROS高级功能预览

第3章：感知与大脑

第4章：差分底盘设计

第5章：树莓派3开发环境搭建

1.安装系统ubuntu_mate_16.04

2.安装ros-kinetic

3.装机后一些实用软件安装和系统设置

4.PC端与robot端ROS网络通讯

5.Android手机端与robot端ROS网络通讯

6.树莓派USB与tty串口号绑定

7.开机自启动ROS节点

第6章：SLAM建图与自主避障导航

1.在机器人上使用传感器

2.google-cartographer机器人SLAM建图

3.ros-navigation机器人自主避障导航

第7章：语音交互与天然语言处理

第8章：高阶拓展

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

----------------文章将持续更新，敬请关注-----------------

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