LCM库的简单使用

机器人软件系统中使用的通讯框架多种多样。比如，百度​​Apollo​​​使用的​​Cyber RT​​​，ROS1中的​​TCPROS/UDPROS​​​通信机制，​​ROS2​​​中使用的​​DDS​​等等。

下面介绍一种轻量，易用的通讯框架​​LCM（Lightweight Communications and Marshalling​​）。

​​LCM​​是一套用于消息传递和数据编码的库和工具，目标是构建高带宽和低延的实时通讯系统。它提供了一个发布/订阅消息传递模型和自动编码/解码代码的生成器。

​​LCM​​为多种编程语言（C/C++，C#，Java，Lua，MATLAB，Python）的应用提供接口。

​​LCM​​具有如下特性：

参考：

​​https://lcm-proj.github.io/​​

安装编译依赖

编译安装

增加动态库链接地址

​​LCM​​​库通过编写​​lcm​​​文件来定义通讯数据结构。下面是一个针对​​C++​​的示例。

新建​​example_t.lcm​​ 文件，并拷贝下面的内容到文件中。

执行下面的命令生成头文件

同一个​​lcm​​文件里可以写多个数据结构。如下所示：

struct nihao_t{ int64_t timest2amp; string name1; boolean enabl1ed;}

执行​​lcm-gen​​后会为每一个结构体生成一个头文件。

示例来源于：

​​https://lcm-proj.github.io/tut_lcmgen.html​​

发送代码示例

#include

#include "exlcm/example_t.hpp"

int main(int argc, char **argv){ lcm::LCM lcm; if (!lcm.good()) return 1;

exlcm::example_t my_data; my_data.timestamp = 0;

my_data.position[0] = 1; my_data.position[1] = 2; my_data.position[2] = 3;

my_data.orientation[0] = 1; my_data.orientation[1] = 0; my_data.orientation[2] = 0; my_data.orientation[3] = 0;

my_data.num_ranges = 15; my_data.ranges.resize(my_data.num_ranges); for (int i = 0; i < my_data.num_ranges; i++) my_data.ranges[i] = i;

my_data.name = "example string"; my_data.enabled = true;

lcm.publish("EXAMPLE", &my_data);

return 0;}

接受代码示例

#include

#include #include "exlcm/example_t.hpp"

class Handler { public: ~Handler() {} void handleMessage(const lcm::ReceiveBuffer *rbuf, const std::string &chan, const exlcm::example_t *msg) { int i; printf("Received message on channel \\"%s\\":\\n", chan.c_str()); printf(" timestamp = %lld\\n", (long long) msg->timestamp); printf(" position = (%f, %f, %f)\\n", msg->position[0], msg->position[1], msg->position[2]); printf(" orientation = (%f, %f, %f, %f)\\n", msg->orientation[0], msg->orientation[1], msg->orientation[2], msg->orientation[3]); printf(" ranges:"); for (i = 0; i < msg->num_ranges; i++) printf(" %d", msg->ranges[i]); printf("\\n"); printf(" name = '%s'\\n", msg->name.c_str()); printf(" enabled = %d\\n", msg->enabled); }};

int main(int argc, char **argv){ lcm::LCM lcm;

if (!lcm.good()) return 1;

Handler handlerObject; lcm.subscribe("EXAMPLE", &Handler::handleMessage, &handlerObject);

while (0 == lcm.handle()) { // Do nothing }

return 0;}

​​CMakeList.txt​​的写法

下面的写法是通用的，也适用于​​ROS1​​

下面的写法适用于​​ROS2​​

ament_target_dependencies(${EXEC_NAME} ${dependencies} )

# 不加的话会报undefined reference to `lcm_destroy' target_link_libraries(${EXEC_NAME} lcm) # 使用target_link_libraries添加lcm依赖

​​lcm​​​用​​handle()​​函数来处理消息回调（接受到消息后就执行回调函数）。

​​lcm.handle()​​是阻塞的。只能放到单独的线程里执行。

​​lcm.handleTimeout(10)​​可以超时后返回，然后执行后面的代码。设置的时间的单位是毫秒。

当需要通信的进程分别在两台机器里时，需要设置如下环境变量（两台电脑命令行窗口都运行这条）。

如果需要通信的两个进程在同一台主机上则不需要运行上面的命令。

如果需要在两个​​docker​​间实现通信，需要在同一网络下启动这两个容器。

docker run -it --name test_docker1 --network nat shoufei/kinetic:latest /bin/bash

注意上面的两个​​docker​​​启动命令均添加了​​--network nat​​​参数。其中​​nat​​是用下面的命令建立的网络接口。

注意，​​docker​​中也需要执行上面设置环境变量的命令。

size_t size = msg->height * msg->width;

pcl::PCLPointCloud2 pcl_pc2; pcl_conversions::toPCL(*msg,pcl_pc2); pcl::PointCloud::Ptr temp_cloud(new pcl::PointCloud); pcl::fromPCLPointCloud2(pcl_pc2,*temp_cloud);

data.timestamp = msg->header.stamp.nanosec * 0.001; data.num_points = size; data.xs.resize(data.num_points);//当数据结构定义的是数组时，生成的头文件中会用vector来定义这个数据。进行赋值时需要先resize vector的长度。不然会填充数据时会报错。 data.ys.resize(data.num_points); data.zs.resize(data.num_points); for(uint32_t i = 0; i < size; ++i) { data.xs[i] = temp_cloud->points[i].x; data.ys[i] = temp_cloud->points[i].y; data.zs[i] = temp_cloud->points[i].z; } RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "got test tof points"); lcm.publish(REAR_TOF_POINTS_MSG, &data);}

参考：

​​https://lcm-proj.github.io/index.html​​

​​http://lcm-proj.github.io/multicast_setup.html​​