ros2笔记-3.2python 话题订阅与发布

3.1 话题通信介绍

话题发布订阅模型，有4个关键点：发布者、订阅者、话题名称、话题类型

bohu@bohu-TM1701:~$ ros2 node info /turtlesim 
There are 2 nodes in the graph with the exact name "/turtlesim". You are seeing information about only one of them.
/turtlesimSubscribers:/parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent/turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/TwistPublishers:/parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent/rosout: rcl_interfaces/msg/Log/turtle1/color_sensor: turtlesim/msg/Color/turtle1/pose: turtlesim/msg/Pose

在小海龟模拟器节点启动后，可以查看节点信息，就有Publishers发布者、Subscribers接受者话题。

其中：ros2 topic echo /turtle1/pose 可以查看小海龟的位姿信息。

x: 2.833137035369873
y: 3.6268489360809326
theta: -2.7248146533966064
linear_velocity: 0.0
angular_velocity: 0.0

通过话题而不是之前的键盘也能控制小海龟移动。

ros2 topic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 1.0, y: 0.0} , angular: {z: -1.0}}"

这个可以让小海龟转圈。

3.2 python话题订阅与发布

需求背景：先创建一个节点，用来下载和发布novel话题，然后再创建一个小说阅读节点。用于订阅novel话题，合成语音并进行播放。

3.2.1 通过话题发布小说

准备工作：

上一节那样打开终端，启动本地web服务器python3 -m http.server

编写业务代码，在3/topic_ws/src文件夹下，打开终端，创建demo_python_topic功能包

bohu@bohu-TM1701:~/3/topic_ws/src$ ros2 pkg create demo_python_topic --build-type ament_python --dependencies rclpy example_interfaces --license Apache-2.0
going to create a new package
package name: demo_python_topic
destination directory: /home/bohu/3/topic_ws/src
package format: 3
version: 0.0.0
description: TODO: Package description
maintainer: ['bohu <13508678+bohu83@user.noreply.gitee.com>']
licenses: ['Apache-2.0']
build type: ament_python
dependencies: ['rclpy', 'example_interfaces']
creating folder ./demo_python_topic
creating ./demo_python_topic/package.xml
creating source folder
creating folder ./demo_python_topic/demo_python_topic
creating ./demo_python_topic/setup.py
creating ./demo_python_topic/setup.cfg
creating folder ./demo_python_topic/resource
creating ./demo_python_topic/resource/demo_python_topic
creating ./demo_python_topic/demo_python_topic/__init__.py
creating folder ./demo_python_topic/test
creating ./demo_python_topic/test/test_copyright.py
creating ./demo_python_topic/test/test_flake8.py
creating ./demo_python_topic/test/test_pep257.py

注意增加了2个依赖。在创建完成后再package.xml会发现。

创建完功能包之后，在src/demo_python_topic/demo_python_topic下创建novel_pub_node.py文件，代码如下

import rclpy
from rclpy.node import Node
import requests
from example_interfaces.msg import String
from queue import Queueclass NovelPubNode(Node):def __init__(self, node_name):super().__init__(node_name)self.get_logger().info(f'{node_name},启动')self.novels_queue_ = Queue() #创建队列self.novel_publisher_ = self.create_publisher(String,'novel',10)#发布者self.timer_ = self.create_timer(5,self.timer_callback)def timer_callback(self):if self.novels_queue_.qsize()>0:line = self.novels_queue_.get()msg = String();#组装消息msg.data = line;self.novel_publisher_.publish(msg)self.get_logger().info(f'发布了：{msg}')   def download(self,url):reponse = requests.get(url)reponse.encoding = 'utf-8'text = reponse.textself.get_logger().info(f'下载完成‘{url},{len(text)}’')for line in text.splitlines():self.novels_queue_.put(line)def main():rclpy.init()node = NovelPubNode('novel_pub')node.download('http://0.0.0.0:8000/novel1.txt')rclpy.spin(node)rclpy.shutdown()

代码不长，可是我跟着视频敲了2遍才能跑起来有些不起眼有没提示的错误运行时会报错，下载逻辑跟之前一样，处理逻辑增加了按行处理，把每行放入队列。队列是个先进先出的数据结构，适合此业务场景。回调函数timer_callback 从队列获取数据，组装为String格式。调用发布者发布。

再setup.py注册novel_pub_node节点，并构建，运行novel_pub_node.

bohu@bohu-TM1701:~/3/topic_ws$ ros2 run demo_python_topic novel_pub_node 
[INFO] [1736161295.090347220] [novel_pub]: novel_pub,启动
[INFO] [1736161295.097754661] [novel_pub]: 下载完成‘http://0.0.0.0:8000/novel1.txt,447’
[INFO] [1736161300.097022327] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。1')
[INFO] [1736161305.093794085] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。2')
[INFO] [1736161310.095291773] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。3')
[INFO] [1736161315.094403770] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。4')
[INFO] [1736161320.095770036] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。5')
[INFO] [1736161325.093794607] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。6')
[INFO] [1736161330.093633498] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。7')
[INFO] [1736161335.094141394] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。8')
[INFO] [1736161340.094232710] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。9')
[INFO] [1736161345.093890803] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。10')
[INFO] [1736161350.095869992] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。11')
[INFO] [1736161355.093779808] [novel_pub]: 发布了：example_interfaces.msg.String(data='CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。12')

可以看到小说已经被成功下载和发布。再观察下话题是否发布。

bohu@bohu-TM1701:~$ ros2 topic list
/novel
/parameter_events
/rosout

bohu@bohu-TM1701:~$ ros2 topic echo /novel
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。2
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。3
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。4
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。5
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。6
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。7
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。8
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。9
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。10
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。11
---
data: CQ，CQ，CQ，这里是BH8VYW，这里是BH8VYW，收到请回答。12
---

可以看到程序运行结果正常输出了小说内容。

3.2.2 订阅小说并合成语音

先安装依赖 sudo apt install python3-pip -y

pip3 install espeakng

sudo apt install espeak-ng

在src/demo_python_topic/demo_python_topic下创建novelsub_node.py文件。代码如下所示

import espeakng
import rclpy
from rclpy.node import Node
from example_interfaces.msg import String
from queue import Queue
import threading
import timeclass NovelSubNode(Node):def __init__(self, node_name):super().__init__(node_name)self.get_logger().info(f'{node_name},启动')self.novels_queue_ = Queue()self.novel_subscriber_ = self.create_subscription(String,'novel',self.novel_callback,10)self.speaker_thread_ = threading.Thread(target=self.speaker_thread)self.speaker_thread_.start()def novel_callback(self,msg):self.novels_queue_.put(msg.data )def speaker_thread(self):speaker = espeakng.Speaker()speaker.voice = 'zh'while rclpy.ok(): #检测当前ros上下文是否okif  self.novels_queue_.qsize()>0:text = self.novels_queue_.get()self.get_logger().info(f'朗读：{text}')speaker.say(text) #说speaker.wait() # 等他说完else:# 让当前线程休眠1stime.sleep(1)    def main():rclpy.init()node = NovelSubNode('novel_sub')rclpy.spin(node)rclpy.shutdown()

相对上面的代码，基本结构类似，多了语音合成库espeakng.

因为朗读速度没有接受的快，所以使用队列存储接收到的数据。从话题接收到数据回调novel_callback就是往队列放。而朗读线程对应方法speaker_thread，创建了speaker对象，设置了声音为中文，调用rclpy.ok(): 检测当前ros上下文是否ok，不断循环判断队列是否有数据，有数据调用say进行朗读。没有数据就休眠1秒。

修改setup.py,注册节点，分别编译运行 

ros2 run demo_python_topic novel_sub_node

ros2 run demo_python_topic novel_pub_node

就能听见合成语音了。

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