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@syamada61590289(s_yamada)

【備忘録】ROSパッケージのROS2移行

Last updated at Posted at 2021-04-22

既存のROSパッケージをROS2で使用するためのコンバーティングに関する備忘録。

ROSパッケージの準備

ROSのチュートリアルのパッケージを利用する。
まずcatkin形式のパッケージを作る。
以下のコマンドを実行する。

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp

次にtalkerノードとlistenerノードのソースを格納する。
~/catkin_ws/src/beginner_tutorials/src配下に以下のlistener.cppとtalker.cppのファイルを作成し、以下のものを張り付ける。

listener.cpp
# include "ros/ros.h"
# include "std_msgs/String.h"

void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
{
  ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "listener");
  ros::NodeHandle n;
  ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);
  ros::spin();

  return 0;
}
talker.cpp
# include <sstream>
# include "ros/ros.h"
# include "std_msgs/String.h"
int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "talker");
  ros::NodeHandle n;
  ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
  ros::Rate loop_rate(10);
  int count = 0;
  std_msgs::String msg;
  while (ros::ok())
  {
    std::stringstream ss;
    ss << "hello world " << count++;
    msg.data = ss.str();
    ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
    chatter_pub.publish(msg);
    ros::spinOnce();
    loop_rate.sleep();
  }
  return 0;
}

次に~/catkin_ws/src/beginner_tutorials/package.xmlを編集する。
以下のものを張り付ける。

package.xml
<package>
  <name>beginner_tutorials</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>talker</description>
  <maintainer email="you@yourdomain.tld">Your Name</maintainer>
  <license>Apache 2.0</license>
  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <build_depend>roscpp</build_depend>
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
  <run_depend>roscpp</run_depend>
  <run_depend>std_msgs</run_depend>
</package>

最後に~/catkin_ws/src/beginner_tutorials/CMakeLists.txtを編集する。
以下のものを張り付ける。

CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(beginner_tutorials)

## Find catkin and any catkin packages
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp rospy std_msgs genmsg)

## Declare a catkin package
catkin_package()

## Build talker and listener
include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS})

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

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

ROSパッケージの動作確認

パッケージが正しく動作するかを確かめる。
以下のコマンドを実行しパッケージをビルドする。

cd ~/catkin_make
catkin_make

次に3つのターミナルを起動してそれぞれ以下のコマンドを実行する。以下が正常に動いているものである．

roscore
roscore
talkerノード
rosrun beginner_tutorials talker
[ INFO] [1618961980.031075257]: hello world 0
[ INFO] [1618961980.131142666]: hello world 1
[ INFO] [1618961980.231113532]: hello world 2
[ INFO] [1618961980.331107085]: hello world 3
[ INFO] [1618961980.431122565]: hello world 4
[ INFO] [1618961980.531117988]: hello world 5
listenerノード
rosrun beginner_tutorials listener
[ INFO] [1618961980.332236166]: I heard: [hello world 0]
[ INFO] [1618961980.432181902]: I heard: [hello world 1]
[ INFO] [1618961980.532188363]: I heard: [hello world 2]
[ INFO] [1618961980.632173786]: I heard: [hello world 3]
[ INFO] [1618961980.732066074]: I heard: [hello world 4]
[ INFO] [1618961980.832214154]: I heard: [hello world 5]

ROS2への移植

ROS2用のワークスペースに先ほど作成したROSパッケージ（beginner_tutorials）をコピーする。

talkerノードの移植作業

修正する点を列挙する。

# ROS ROS2 備考
1 #include "ros/ros.h" #include "rclcpp/rclcpp.hpp" ROS2用C++用クライアントライブラリに変更
2 #include "std_msgs/String.h" #include "std_msgs/msg/string.hpp" std_msgs/String型のメッセージのヘッダをインクルード
3 ros::init(argc, argv, "talker");
ros::NodeHandle n;		 rclcpp::init(argc, argv);
auto node = rclcpp::Node::make_shared("talker");		 ノードの初期化の書式を変更
4 ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000); auto chatter_pub = node->create_publisher<std_msgs::msg::String>("chatter",rmw_qos_profile_default); パブリッシャの書式を変更
5 ros::Rate loop_rate(10); rclcpp::Rate loop_rate(10); rosからrclcppに変更
6 std_msgs::String msg; auto msg = std::make_shared<std_msgs::msg::String>(); std_msgs/String型でmsgという名前の変数を登録する際の書式を変更
7 while (ros::ok()) while (rclcpp::ok()) rosからrclcppに変更
8 msg.data = ss.str(); msg->data = ss.str(); アローに変更
9 chatter_pub.publish(msg); chatter_pub->publish(msg); アローに変更
10 ROS_INFO("%s", msg.data.c_str()); RCLCPP_INFO(node->get_logger(),"%s", msg->data.c_str()); ROS_INFOをRCLCPP_INFOの書式に変更
11 ros::spinOnce(); rclcpp::spin_some(node); スピンの書式の変更

以下が上記の点を修正したコードである。

talker.cpp
# include <sstream>
# include "rclcpp/rclcpp.hpp"
# include "std_msgs/msg/string.hpp"

int main(int argc, char **argv)
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  auto node = rclcpp::Node::make_shared("talker");
  auto chatter_pub = node->create_publisher<std_msgs::msg::String>("chatter", rmw_qos_profile_default);
  rclcpp::Rate loop_rate(10);
  int count = 0;
  auto msg = std::make_shared<std_msgs::msg::String>();
  while (rclcpp::ok())
  {
    std::stringstream ss;
    ss << "hello world " << count++;
    msg->data = ss.str();
    RCLCPP_INFO(node->get_logger(),"%s", msg->data.c_str());
    chatter_pub->publish(msg);
    rclcpp::spin_some(node);
    loop_rate.sleep();
  }
 
  return 0;
}

listenerノードの移植作業

修正する点を列挙する。

# ROS ROS2 備考
1 #include "ros/ros.h" #include "rclcpp/rclcpp.hpp" ROS2用C++用クライアントライブラリに変更
2 #include "std_msgs/String.h" #include "std_msgs/msg/string.hpp" std_msgs/String型のメッセージのヘッダをインクルード
3 記述なし std::shared_ptr<rclcpp::Node> node; nodeをグローバル変数に登録
4 void chatterCallback(const std_msgs::msg::String::ConstPtr msg) void chatterCallback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg) ConstPtrからSharedPtrに変更
5 ROS_INFO("%s", msg.data.c_str()); RCLCPP_INFO(node->get_logger(),"%s", msg->data.c_str()); ROS_INFOをRCLCPP_INFOの書式に変更
6 ros::init(argc, argv, "listener");
ros::NodeHandle n;		 rclcpp::init(argc, argv);
node = std::make_shared<rclcpp::Node>("listener");		 ノードの初期化の書式を変更
7 ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback); auto chatter_sub = node->create_subscription("chatter", rclcpp::QoS(10),chatterCallback); サブスクライバの書式を変更
8 ros::spin(node); rclcpp::spin(node); rosからrclcppに変更

以下が上記の点を修正したコードである。

listener.cpp
# include "rclcpp/rclcpp.hpp"
# include "std_msgs/msg/string.hpp"

std::shared_ptr<rclcpp::Node> node;

void chatterCallback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg)
{
  RCLCPP_INFO(node->get_logger(),"%s", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char **argv)
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  node = std::make_shared<rclcpp::Node>("listener");
  auto chatter_sub = node->create_subscription<std_msgs::msg::String>(
    "chatter", 
    rclcpp::QoS(10),
    chatterCallback
  );
  rclcpp::spin(node);

  return 0;
}

package.xmlの移植作業

修正する点を列挙する。

# ROS ROS2 備考
1 <package> <package format="2"> マニュフェストのバージョンを2に変更
2 <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend> <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend> catkinではなくamentを使用
3 <build_depend>roscpp</build_depend> <build_depend>rclcpp</build_depend>
<build_depend>rmw_implementation</build_depend>		 ビルドの依存関係を修正
4 <run_depend>roscpp</run_depend>
<run_depend>std_msgs</run_depend>		 <exec_depend>rclcpp</exec_depend>
<exec_depend>rmw_implementation</exec_depend>
<exec_depend>std_msgs</exec_depend>		 実行の依存関係を修正
5 記述なし <export>
<build_type>ament_cmake</build_type>
</export>		 ビルドタイプ宣言を追加

以下が上記の点を修正したコードである。

package.xml
<package format="2">
  <name>beginner_tutorials</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>talker</description>
  <maintainer email="you@yourdomain.tld">Your Name</maintainer>
  <license>Apache 2.0</license>
  <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>
  <build_depend>rclcpp</build_depend>
  <build_depend>rmw_implementation</build_depend>
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
  <exec_depend>rclcpp</exec_depend>
  <exec_depend>rmw_implementation</exec_depend>
  <exec_depend>std_msgs</exec_depend>
  <export>
    <build_type>ament_cmake</build_type>
  </export>
</package>

CMakeLists.txtの移植作業

修正する点を列挙する。

# ROS ROS2 備考
1 cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3) cmake_minimum_required(VERSION 3.5) Cmakeのバージョンの変更
2 記述なし set(CMAKE_CXX_STANDARD 14) C++14に設定
3 find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp std_msgs) find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(rmw_implementation REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)		 ament_cmakeから個別にパッケージを探し出す
4 catkin_package() ament_package() パッケージの登録の宣言をcatkinからamentに変更し、末尾に記述する
5 include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS}) include_directories(${rclcpp_INCLUDE_DIRS} 依存パッケージのパスを指定(1)
6 ${rmw_implementation_INCLUDE_DIRS} 依存パッケージのパスを指定(2)
7 ${std_msgs_INCLUDE_DIRS}) 依存パッケージのパスを指定(3)
8 target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES}) target_link_libraries(talker パッケージライブラリを追加(1)
9 ${rclcpp_LIBRARIES} パッケージライブラリを追加(2)
10 ${rmw_implementation_LIBRARIES} パッケージライブラリを追加(3)
11 ${std_msgs_LIBRARIES}) パッケージライブラリを追加(4)
12 記述なし install(TARGETS talker DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}) 実行ファイルの保存先を追記
13 target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES}) target_link_libraries(listener パッケージライブラリを追加(1)
14 ${rclcpp_LIBRARIES} パッケージライブラリを追加(2)
15 ${rmw_implementation_LIBRARIES} パッケージライブラリを追加(3)
16 ${std_msgs_LIBRARIES}) パッケージライブラリを追加(4)
17 記述なし install(TARGETS listener DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}) 実行ファイルの保存先を追記

以下が上記の点を修正したコードである。

CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(beginner_tutorials)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

## Find ament and any ament_package packages
find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(rmw_implementation REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)

## Build talker and listener
include_directories(${rclcpp_INCLUDE_DIRS}
                    ${rmw_implementation_INCLUDE_DIRS}
                    ${std_msgs_INCLUDE_DIRS})

add_executable(talker src/talker.cpp)
target_link_libraries(talker
                      ${rclcpp_LIBRARIES}
                      ${rmw_implementation_LIBRARIES}
                      ${std_msgs_LIBRARIES})
install(TARGETS talker DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})        

add_executable(listener src/listener.cpp)
target_link_libraries(listener
                      ${rclcpp_LIBRARIES}
                      ${rmw_implementation_LIBRARIES}
                      ${std_msgs_LIBRARIES})
install(TARGETS listener DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

## Declare a ament package
ament_package()

ROS2パッケージの動作確認

パッケージが正しく動作するかを確かめる。
以下のコマンドを実行しパッケージをビルドする。

cd ~/ros2-dashing
colcon build

次に2つのターミナルを起動してそれぞれ以下のコマンドを実行する。以下が正常に動いているものである．

talkerノード
source ~/ros2-dashing/install/setup.bash
ros2 run beginner_tutorials talker
[INFO] [talker]: hello world 0
[INFO] [talker]: hello world 1
[INFO] [talker]: hello world 2
[INFO] [talker]: hello world 3
[INFO] [talker]: hello world 4
[INFO] [talker]: hello world 5
listenerノード
source ~/ros2-dashing/install/setup.bash
ros2 run beginner_tutorials listener
[INFO] [listener]: hello world 0
[INFO] [listener]: hello world 1
[INFO] [listener]: hello world 2
[INFO] [listener]: hello world 3
[INFO] [listener]: hello world 4
[INFO] [listener]: hello world 5
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