ROSの勉強を始めたのですが、公式のチュートリアルや本は序盤説明が多く、手を動かしながら覚えるタイプの自分としてはなかなか覚えられませんでした。
そのため、単純なデータを送受信するノードを含んだパッケージの作成方法を簡単にまとめてみました。
ROSを始める人の参考になれば幸いです。
(私も初心者なため、誤りがあればご指摘ください)

なお、環境構築については説明しません。環境構築は公式のチュートリアルなどを参照してください。
また、以下の説明ではワークスペースを~/catkin_wsに構築したとして説明します。

環境

ubuntu 16.04
ROSバージョン Kinetic

今回作成するもの

	説明
sample_c_publisher	データを送信するノード
sample_c_subscriber	データを受信するノード
sample_message	ノード間でやりとりするメッセージ

ROSの通信方法にはメッセージとサービスがありますが、今回はメッセージを作成します。
また、今回作成するファイルおよび編集するファイルは以下になります。(自動生成されるファイルの一部は省略しています)

catkin_ws
`- src
   `- sample_c
      |- msg
      |  `- sample_message.msg
      |- src
      |  |- sample_c_publisher.cpp
      |  `- sample_c_subscriber.cpp
      |- package.xml
      `- CMakeLists.txt

パッケージを作成する

パッケージを作成するには以下のコマンドを使用します。

$ catkin_create_pkg <package_name> [depend1] [depend2] [depend3] ...

今回はsample_cというパッケージを作成します。

$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg sample_c roscpp std_msgs

このコマンドを実行すると、sample_cというディレクトリとその中にpackage.xml、CMakeLists.txtが生成されます

メッセージを作成する

メッセージファイルを作成します。

$ cd ~/catkin_ws/src/sample_c
$ mkdir msg
$ cd msg
$ touch sample_message.msg

作成したファイルを編集し内部に含むデータを定義します。今回はstringと32byte unsigned intを含むこととします。

sample_message.msg

string message
uint32 count

このファイルよりメッセージを定義したヘッダファイルをする必要があります。そのために、CMakeLists.txtを編集します。
CMakeLists.txtを開くと、様々な設定が記載されており一部がコメントアウトされています。今回は以下の箇所だけ編集すればよいです。

CMakeLists.txt


find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
   roscpp
   std_msgs
   message_generation
)

add_message_files(
  FILES
  sample_message.msg
)

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

catkin_package(
  CATKIN_DEPENDS message_runtime roscpp std_msgs
)

次にpackage.xmlを開いて編集します。以下2行がコメントアウトされているのでコメントタグを外します。

package.xml

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

最後にビルドし、ヘッダファイルを生成します。

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

ビルドが成功するとcatkin_ws/devel/include/sample_c/sample_message.hというファイルが生成されます。

送信側(publisher)を作成する

ファイルを生成し、以下のように実装します。

$ cd ~/catkin_ws/src/sample_c
$ mkdir src
$ cd src
$ touch sample_c_publisher.cpp

sample_c_publisher.cpp

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "sample_c/sample_message.h"  // 生成したメッセージのヘッダファイル
#include <sstream>

int main(int argc, char **argv) {
  // 初期化し、ノードの名前を"sample_c_publisher"とする
  ros::init(argc, argv, "sample_c_publisher");
  ros::NodeHandle n;
  // メッセージを"sample_topic"というトピックに送信する
  ros::Publisher publisher = n.advertise<sample_c::sample_message>("sample_topic", 1000);
  // 1秒間に2回データを送信する
  ros::Rate loop_rate(2);

  int count = 0;
  while (ros::ok()) {
    std::stringstream ss;
    ss << "hello world " << count;
    ROS_INFO("message = %s, count = %d", ss.str().c_str(), count);

    // 送信するメッセージの作成
    sample_c::sample_message msg;
    msg.message = ss.str();
    msg.count = count;

    // 送信
    publisher.publish(msg);

    ros::spinOnce();

    loop_rate.sleep();
    ++count;
  }

  return 0;
}

受信側(subscriber)を作成する

ファイルを生成し、以下のように実装します。

$ cd ~/catkin_ws/src/sample_c/src
$ touch sample_c_subscriber.cpp

sample_c_subscriber.cpp

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "sample_c/sample_message.h"

void chatterCallback(const sample_c::sample_message &msg) {
  // 受信したデータを出力する
  ROS_INFO("I heard: message = [%s], count = [%d]", msg.message.c_str(), msg.count);
}

int main(int argc, char **argv) {
  // 初期化し、ノードの名前を"sample_c_subscriber"とする
  ros::init(argc, argv, "sample_c_subscriber");
  ros::NodeHandle n;
  // "sample_topic"というトピックからデータを受信する
  ros::Subscriber subscriber = n.subscribe("sample_topic", 1000, chatterCallback);

  ros::spin();

  return 0;
}

作成したノードをビルド

作成したsample_c_publisherとsample_c_subscriberをビルド対象とするためCMakeLists.txtの最後に以下を追加します。

CMakeLists.txt

include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS})

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

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

ビルドします。

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

ROSを実行する

コンソールを３つ立ち上げ、それぞれ以下を実行します

$ roscore

$ rosrun sample_c sample_c_publisher

$ rosrun sample_c sample_c_subscriber

コンソールに以下の内容が出力されたら成功です。

[ INFO] [1550933269.893326530]: message = hello world 0, count = 0
[ INFO] [1550933270.393364511]: message = hello world 1, count = 1
[ INFO] [1550933270.893353746]: message = hello world 2, count = 2
[ INFO] [1550933271.393346524]: message = hello world 3, count = 3
...

[ INFO] [1550933280.393826056]: I heard: message = [hello world 21], count = [21]
[ INFO] [1550933280.893708184]: I heard: message = [hello world 22], count = [22]
[ INFO] [1550933281.393709209]: I heard: message = [hello world 23], count = [23]
...

※sample_c_subscriberの実行タイミングによってカウンタの値がずれます

参考

公式チュートリアル

ROSで簡単なc++パッケージを作成する(初心者向け)

環境