【ros2】ROS2 Python节点创建指南
文章目录
- ROS2 Python节点创建指南
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- 一、核心概念：节点的定义与作用
- 二、基于书中第2章的Python节点创建核心步骤
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- 1. 前置准备：创建ROS2功能包
- 2. 编写节点代码（基础框架）
- 3. 配置功能包（让ROS2识别节点）
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- （1）修改`package.xml`
- （2）修改`setup.py`
- 4. 编译与运行节点
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- （1）编译功能包
- （2）运行节点
- 三、书中第2章核心功能：节点的基础通信能力
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- 1. 话题发布者（Publisher）
- 2. 话题订阅者（Subscriber）
- 3. 运行发布者与订阅者
- 四、书外拓展知识：节点高级特性与最佳实践
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- 1. 节点命名与命名空间
- 2. 日志系统的高级用法
- 3. 参数（Parameter）的使用
- 4. 节点生命周期管理
- 5. 节点调试工具
- 五、常见问题与解决方案
- 六、总结
ROS2 Python节点创建指南
（基于《ROS2机器人开发：从入门到实践》第2章及拓展知识）
一、核心概念：节点的定义与作用
节点（Node）是ROS2系统的基本执行单元，代表一个独立的功能模块（如传感器驱动、控制算法、数据可视化等）。每个节点通过ROS2的通信机制（话题、服务、动作等）与其他节点交互，共同构成机器人系统。
节点的核心特征：
- 独立性：每个节点专注于单一功能（如“激光雷达处理节点”“底盘控制节点”）。
- 通信性：通过话题（Topic）、服务（Service）等机制与其他节点交换数据。
- 可配置性：支持通过参数（Parameter）动态调整行为。
- 轻量级：一个机器人系统可运行多个节点，通过节点名称区分。
二、基于书中第2章的Python节点创建核心步骤
1. 前置准备：创建ROS2功能包
节点需放在功能包（Package）中管理，因此首先创建一个Python功能包：
# 创建Python类型功能包，依赖ROS2核心库rclpy
ros2 pkg create py_node_demo --build-type ament_python --dependencies rclpy
- 关键参数说明：
--build-type ament_python：指定为Python功能包（C++功能包用ament_cmake）。--dependencies rclpy：声明依赖ROS2的Python客户端库（必须包含）。
2. 编写节点代码（基础框架）
在功能包的py_node_demo目录下创建节点文件（如simple_node.py），基础结构如下：
# 导入ROS2 Python核心库
import rclpy
from rclpy.node import Node# 定义节点类，继承自Node
class SimpleNode(Node):def __init__(self):# 调用父类构造函数，指定节点名称（必须唯一）super().__init__('simple_node')# 初始化节点功能（如创建发布者、订阅者、定时器等）self.get_logger().info("简单节点已启动！") # 日志输出# 主函数：初始化并运行节点
def main(args=None):# 初始化ROS2系统rclpy.init(args=args)# 创建节点实例node = SimpleNode()# 运行节点（进入事件循环，等待回调）rclpy.spin(node)# 退出时清理资源node.destroy_node()rclpy.shutdown()# 程序入口
if __name__ == '__main__':main()
3. 配置功能包（让ROS2识别节点）
需在package.xml中声明节点信息，并在setup.py中配置入口点，确保ros2 run能找到节点。
（1）修改package.xml
添加节点描述和依赖声明（确保包含以下关键内容）：
<?xml version="1.0"?>
<?xml-model href="http://download.ros.org/schema/package_format3.xsd" schematypens="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"?>
<package format="3"><name>py_node_demo</name><version>0.0.0</version><description>ROS2 Python节点示例</description><maintainer email="your@email.com">用户名</maintainer><license>Apache-2.0</license><!-- 依赖声明 --><buildtool_depend>ament_python</buildtool_depend><exec_depend>rclpy