ROS 2 话题发布订阅基础实验（talker / listener）

本页面介绍 ros2_pubsub_py 模块：用 Python 编写的 ROS 2 发布者 / 订阅者最小通信示例。该实验作为「基于强化学习的四旋翼无人机飞行控制」项目的前置基础实验，用来验证节点之间的发布 / 订阅链路，为后续无人机传感器数据传输、强化学习控制指令下发做基础验证。

源码位置：src/chap2/ros2_pubsub_py

文件	说明
main.py	模块入口，`python3 main.py` 即可启动整个模块
launch/pubsub_demo.launch.py	launch 启动文件，一次性启动 talker 与 listener
ros2_pubsub_py/talker.py	发布者节点，10 Hz 向 `chatter` 话题发布字符串
ros2_pubsub_py/listener.py	订阅者节点，订阅 `chatter` 并打印消息

1. 运行环境

项目	版本 / 说明
操作系统	Ubuntu 20.04.6 LTS（VMware 虚拟机），宿主为 Windows 11
ROS	ROS 2 Humble
Python	3.8.10（虚拟机内与 Humble 匹配的版本）
依赖	仅使用 ROS 2 自带功能包：`rclpy`、`std_msgs`、`launch`、`launch_ros`

在虚拟机中确认环境：

lsb_release -a      # Ubuntu 20.04
echo $ROS_DISTRO    # humble
python3 --version   # Python 3.8.x

ROS 1 与 ROS 2 环境不能混用

如果终端先后 source 过 Noetic 和 Humble，会出现 ROS_DISTRO was set to 'noetic' before 之类的提示。此时关闭终端，新开一个干净终端，只 source 需要的那一套环境即可。

2. 编译

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cp -r <本仓库路径>/src/chap2/ros2_pubsub_py ~/ros2_ws/src/
cd ~/ros2_ws
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --packages-select ros2_pubsub_py
source install/setup.bash

3. 运行

三种方式效果相同，任选其一。

方式 A：launch 启动（推荐）

ros2 launch ros2_pubsub_py pubsub_demo.launch.py

方式 B：main 脚本入口

python3 ~/ros2_ws/src/ros2_pubsub_py/main.py

方式 C：分别启动两个节点

# 终端 1
ros2 run ros2_pubsub_py talker
# 终端 2
ros2 run ros2_pubsub_py listener

运行结果：

talker 持续输出 发布: Hello ROS2, count=N；
listener 持续输出 收到消息: Hello ROS2, count=N，序号与 talker 一致；
也可以在第三个终端执行 ros2 topic list、ros2 topic echo /chatter、ros2 topic hz /chatter（约 10 Hz）查看话题。

结束运行：在终端按 Ctrl+C。此时可能看到 KeyboardInterrupt 的 Traceback，也可能只看到节点打印的 talker 节点被手动终止 / listener 节点被手动终止，都属于正常退出提示，不是程序错误。如果还跟着一行 Failed to publish log message to rosout: publisher's context is invalid，那是节点已销毁、rclpy 仍尝试向 /rosout 上报日志造成的，同样正常。

4. 运行效果

发布者节点持续发布消息：

talker 发布消息

订阅者节点稳定接收并打印消息：

listener 接收消息

按 Ctrl+C 结束程序：

Ctrl+C 结束程序

5. 常见问题

现象	原因	解决方法
`ros2: command not found`	未 source ROS 2 环境	`source /opt/ros/humble/setup.bash`，或写入 `~/.bashrc`
提示混用了 noetic 与 humble	同一终端加载了两套 ROS 环境	新开干净终端，只加载 Humble
listener 收不到消息	话题名或 `ROS_DOMAIN_ID` 不一致	用 `ros2 topic list` / `ros2 topic echo` 确认两个节点都在 `/chatter` 上
退出时出现 `Failed to publish log message to rosout: publisher's context is invalid`	节点已销毁，rclpy 仍在向 `/rosout` 上报日志	属正常现象，可忽略

6. 测试

代码风格、docstring 与最小集成测试：

cd ~/ros2_ws
source install/setup.bash
colcon test --packages-select ros2_pubsub_py
colcon test-result --verbose

其中 test/test_pubsub_integration.py 会同时运行 talker 与 listener，断言 listener 至少收到一条 /chatter 消息。

人工稳定性测试：终端 1 执行 ros2 launch ros2_pubsub_py pubsub_demo.launch.py，终端 2 执行 ros2 topic hz /chatter，终端 3 执行 ros2 topic echo /chatter。连续运行 5 分钟以上，话题频率稳定在约 10 Hz，listener 序号与 talker 一致，无丢帧、无报错。