3、创建第一个节点（Python）

创建你的第一个节点（Python）

本教程将介绍创建ROS2包和用Python编写ROS2节点的步骤。有关C++示例，请单击此处 here。这些步骤类似于ROS 2 Tutorial，但侧重于与TurtleBot 4的交互。有关源代码，请单击此处here。

创建一个TB4的文件夹

如果您还没有工作空间，请打开一个终端并在您选择的目录中创建一个：

mkdir ~/turtlebot4_ws/src -p

用python创建包和节点

• HUMBLE 

• 您需要创建一个ROS 2包来保存您的文件。在本教程中，我们将创建一个名为 turtlebot4_python_tutorials的包，其中包含一个称为turtlebot4_first_python_node的节点。

  source /opt/ros/humble/setup.bash cd ~/turtlebot4_ws/src ros2 pkg create --build-type ament_python --node-name turtlebot4_first_python_node turtlebot4_python_tutorials

这将创建一个 turtlebot4_python_tutorials文件夹，并用一个基本的“Hello World”节点以及ROS 2 python包所需的setup和package.xml文件填充它

使用python编写您的节点

下一步是开始编码。在本教程中，我们的目标是使用Create®3界面按钮1更改Create®3光环的颜色。在您最喜欢的文本编辑器中打开“Hello World”.py文件，该文件位于~/turtlebot4_ws/src/turtlebot4_python_tutorials/turtlebot4_python_tutorials/turtlebot4_first_python_node.py。

添加您的依赖项

对于本教程，我们需要使用 rclpy和 irobot_create_msgs包。rclpy包允许我们创建ROS2节点，并使我们能够完全访问Python中的所有基本ROS2功能。 irobot_create_msgs包使我们能够访问create®3用于读取按钮按压和控制灯环的自定义消息。

在package.xml中，在 <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>下添加以下行：

<depend>rclpy</depend> <depend>irobot_create_msgs</depend>

在 .py文件中，导入以下包：

from irobot_create_msgs.msg import InterfaceButtons, LightringLeds import rclpy from rclpy.node import Node from rclpy.qos import qos_profile_sensor_data

创建一个类

既然已经设置了依赖项，我们就可以创建一个从rclpy.Node类继承的类。我们将这个类称为 TurtleBot4FirstNode。

class TurtleBot4FirstNode(Node):     def __init__(self):         super().__init__('turtlebot4_first_python_node')

请注意，我们的类调用 super()构造函数，并将节点的名称turtlebot4_first_python_node传递给它。

我们现在可以在 main函数中创建我们的节点并旋转它。由于我们的节点是空的，所以节点会被创建，但它不会做任何事情。

def main(args=None):     rclpy.init(args=args)     node = TurtleBot4FirstNode()     rclpy.spin(node)     node.destroy_node()     rclpy.shutdown()

订阅Create®3界面按钮

我们的下一步是订阅Create®3界面按钮主题以接收按钮按压。

我们需要为订阅创建一个 rclpy.Subscription以及一个回调函数。每次我们收到关于界面按钮主题的消息时，都会调用回调函数。

class TurtleBot4FirstNode(Node):     lights_on_ = False     def __init__(self):         super().__init__('turtlebot4_first_python_node')         # Subscribe to the /interface_buttons topic         self.interface_buttons_subscriber = self.create_subscription(             InterfaceButtons,             '/interface_buttons',             self.interface_buttons_callback,             qos_profile_sensor_data)          # Interface buttons subscription callback     def interface_buttons_callback(self, create3_buttons_msg: InterfaceButtons):

请注意， interface_buttons_subscriber使用 InterfaceButtons消息类型，服务质量为 qos_profile_sensor_data。这些参数必须与主题匹配，否则订阅将失败。如果您不确定主题使用的消息类型或QoS，可以使用ROS 2 CLI查找此信息。

调用 ros2 topic info /<topic> --verbose以获取完整的详细信息。

Test Create® 3 按钮 1

现在我们已经订阅了，让我们通过每次按下按钮1时打印一条消息来测试我们的节点。

编辑 interface_buttons_callback函数如下所示：

# Interface buttons subscription callback def interface_buttons_callback(self, create3_buttons_msg: InterfaceButtons):     # Button 1 is pressed     if create3_buttons_msg.button_1.is_pressed:         self.get_logger().info('Button 1 Pressed!')

现在，每当我们收到关于 /interface_buttons主题的消息时，我们都会检查按钮1是否被按下，如果是，则节点将打印一条消息。

To test this out, we will need to build our package using colcon:为了测试这一点，我们需要使用 colcon构建我们的包：

cd ~/turtlebot4_ws colcon build --symlink-install --packages-select turtlebot4_python_tutorials source install/local_setup.bash

 --symlink-install允许我们安装到Python脚本的符号链接，而不是脚本的副本。这意味着我们对脚本所做的任何更改都将应用于已安装的脚本，因此我们不需要在每次更改后重新构建包。

 --packages-select标志允许您输入要构建的任意数量的包，以防您不想在工作区中构建所有包。

现在，尝试运行节点：

ros2 run turtlebot4_python_tutorials turtlebot4_first_python_node

当你运行它时，除非你按下TurtleBot 4上的按钮1，否则什么都不会发生。

按下按钮，您应该会在终端中看到以下消息：

[INFO] [1652384338.145094927] [turtlebot4_first_python_node]: Button 1 Pressed!

创建光环发布者

现在我们可以接收按钮按下，让我们创建一个lightring发布器。

class TurtleBot4FirstNode(Node):     def __init__(self):         super().__init__('turtlebot4_first_python_node')         # Subscribe to the /interface_buttons topic         self.interface_buttons_subscriber = self.create_subscription(             InterfaceButtons,             '/interface_buttons',             self.interface_buttons_callback,             qos_profile_sensor_data)         # Create a publisher for the /cmd_lightring topic         self.lightring_publisher = self.create_publisher(             LightringLeds,             '/cmd_lightring',             qos_profile_sensor_data)

接下来，让我们创建一个函数来填充 LightringLeds消息并发布它。

在您的 interface_buttons_callback函数下面添加以下代码：

def button_1_function(self):     # Create a ROS 2 message     lightring_msg = LightringLeds()     # Stamp the message with the current time     lightring_msg.header.stamp = self.get_clock().now().to_msg()     # Override system lights     lightring_msg.override_system = True     # LED 0     lightring_msg.leds[0].red = 255     lightring_msg.leds[0].blue = 0     lightring_msg.leds[0].green = 0     # LED 1     lightring_msg.leds[1].red = 0     lightring_msg.leds[1].blue = 255     lightring_msg.leds[1].green = 0     # LED 2     lightring_msg.leds[2].red = 0     lightring_msg.leds[2].blue = 0     lightring_msg.leds[2].green = 255     # LED 3     lightring_msg.leds[3].red = 255     lightring_msg.leds[3].blue = 255     lightring_msg.leds[3].green = 0     # LED 4     lightring_msg.leds[4].red = 255     lightring_msg.leds[4].blue = 0     lightring_msg.leds[4].green = 255     # LED 5     lightring_msg.leds[5].red = 0     lightring_msg.leds[5].blue = 255     lightring_msg.leds[5].green = 255     # Publish the message     self.lightring_publisher.publish(lightring_msg)

此函数创建 LightringLeds消息并填充参数。

我们首先在消息上标记当前时间：

lightring_msg.header.stamp = self.get_clock().now().to_msg()

然后，我们将 override_system参数设置为 True，以便我们的命令覆盖Create®3发送到光环的任何命令。

lightring_msg.override_system = True

接下来，我们用我们想要的任何颜色填充 leds阵列中的6个LED。

# LED 0 lightring_msg.leds[0].red = 255 lightring_msg.leds[0].blue = 0 lightring_msg.leds[0].green = 0 # LED 1 lightring_msg.leds[1].red = 0 lightring_msg.leds[1].blue = 255 lightring_msg.leds[1].green = 0 # LED 2 lightring_msg.leds[2].red = 0 lightring_msg.leds[2].blue = 0 lightring_msg.leds[2].green = 255 # LED 3 lightring_msg.leds[3].red = 255 lightring_msg.leds[3].blue = 255 lightring_msg.leds[3].green = 0 # LED 4 lightring_msg.leds[4].red = 255 lightring_msg.leds[4].blue = 0 lightring_msg.leds[4].green = 255 # LED 5 lightring_msg.leds[5].red = 0 lightring_msg.leds[5].blue = 255 lightring_msg.leds[5].green = 255

最后，我们发布消息。

self.lightring_publisher.publish(lightring_msg)

按下按钮即可发布照明环命令

现在我们可以将我们的界面按钮订阅连接到我们的lightring发行商。只需在 interface_buttons_callback中调用button_1_function即可。

# Interface buttons subscription callback def interface_buttons_callback(self, create3_buttons_msg: InterfaceButtons):     # Button 1 is pressed     if create3_buttons_msg.button_1.is_pressed:         self.get_logger().info('Button 1 Pressed!')         self.button_1_function()

通过像以前一样运行节点来测试这一点。

按下按钮1，指示灯应如下所示：

切换照明环

你会注意到，一旦你设置了发光二极管，它们将永远保持原样。让我们每次按下按钮时都切换灯的打开或关闭。

添加布尔值以跟踪灯光状态：

class TurtleBot4FirstNode(Node):     lights_on_ = False     def __init__(self):

并修改 button_1_function以切换灯光：

# Perform a function when Button 1 is pressed def button_1_function(self):     # Create a ROS 2 message     lightring_msg = LightringLeds()     # Stamp the message with the current time     lightring_msg.header.stamp = self.get_clock().now().to_msg()     # Lights are currently off     if not self.lights_on_:         # Override system lights         lightring_msg.override_system = True         # LED 0         lightring_msg.leds[0].red = 255         lightring_msg.leds[0].blue = 0         lightring_msg.leds[0].green = 0         # LED 1         lightring_msg.leds[1].red = 0         lightring_msg.leds[1].blue = 255         lightring_msg.leds[1].green = 0         # LED 2         lightring_msg.leds[2].red = 0         lightring_msg.leds[2].blue = 0         lightring_msg.leds[2].green = 255         # LED 3         lightring_msg.leds[3].red = 255         lightring_msg.leds[3].blue = 255         lightring_msg.leds[3].green = 0         # LED 4         lightring_msg.leds[4].red = 255         lightring_msg.leds[4].blue = 0         lightring_msg.leds[4].green = 255         # LED 5         lightring_msg.leds[5].red = 0         lightring_msg.leds[5].blue = 255         lightring_msg.leds[5].green = 255     # Lights are currently on     else:         # Disable system override. The system will take back control of the lightring.         lightring_msg.override_system = False     # Publish the message     self.lightring_publisher.publish(lightring_msg)     # Toggle the lights on status     self.lights_on_ = not self.lights_on_

现在，如果我们再次按下按钮1，Create®3将重新控制光环。

您的第一个Python节点

您已经完成了第一个Python节点的编写！最后的 .py文件应该如下所示：

from irobot_create_msgs.msg import InterfaceButtons, LightringLeds import rclpy from rclpy.node import Node from rclpy.qos import qos_profile_sensor_data class TurtleBot4FirstNode(Node):     lights_on_ = False     def __init__(self):         super().__init__('turtlebot4_first_python_node')         # Subscribe to the /interface_buttons topic         self.interface_buttons_subscriber = self.create_subscription(             InterfaceButtons,             '/interface_buttons',             self.interface_buttons_callback,             qos_profile_sensor_data)         # Create a publisher for the /cmd_lightring topic         self.lightring_publisher = self.create_publisher(             LightringLeds,             '/cmd_lightring',             qos_profile_sensor_data)     # Interface buttons subscription callback     def interface_buttons_callback(self, create3_buttons_msg: InterfaceButtons):         # Button 1 is pressed         if create3_buttons_msg.button_1.is_pressed:             self.get_logger().info('Button 1 Pressed!')             self.button_1_function()     # Perform a function when Button 1 is pressed     def button_1_function(self):         # Create a ROS 2 message         lightring_msg = LightringLeds()         # Stamp the message with the current time         lightring_msg.header.stamp = self.get_clock().now().to_msg()         # Lights are currently off         if not self.lights_on_:             # Override system lights             lightring_msg.override_system = True             # LED 0             lightring_msg.leds[0].red = 255             lightring_msg.leds[0].blue = 0             lightring_msg.leds[0].green = 0             # LED 1             lightring_msg.leds[1].red = 0             lightring_msg.leds[1].blue = 255             lightring_msg.leds[1].green = 0             # LED 2             lightring_msg.leds[2].red = 0             lightring_msg.leds[2].blue = 0             lightring_msg.leds[2].green = 255             # LED 3             lightring_msg.leds[3].red = 255             lightring_msg.leds[3].blue = 255             lightring_msg.leds[3].green = 0             # LED 4             lightring_msg.leds[4].red = 255             lightring_msg.leds[4].blue = 0             lightring_msg.leds[4].green = 255             # LED 5             lightring_msg.leds[5].red = 0             lightring_msg.leds[5].blue = 255             lightring_msg.leds[5].green = 255         # Lights are currently on         else:             # Disable system override. The system will take back control of the lightring.             lightring_msg.override_system = False         # Publish the message         self.lightring_publisher.publish(lightring_msg)         # Toggle the lights on status         self.lights_on_ = not self.lights_on_ def main(args=None):     rclpy.init(args=args)     node = TurtleBot4FirstNode()     rclpy.spin(node)     node.destroy_node()     rclpy.shutdown() if __name__ == '__main__':     main()