引言
這是之前看到一位大佬做的集群通信中間件，突發奇想，自己也來做一個，實現更多的功能、更清楚的架構和性能更加高效的ROS多機通信的功能包
鏈接：https://blog.csdn.net/benchuspx/article/details/128576723
Multibotnet
Multibotnet 是一個專為多機器人系統設計的 ROS 包，利用 ZeroMQ 技術實現高效的分布式通信。簡單來說，它能讓多臺機器人或電腦之間輕松共享 ROS 話題和服務，哪怕它們不在同一個網絡環境下也能協作工作。無論是機器人團隊協同任務，還是跨設備的數據共享，Multibotnet 都能派上用場！
- 項目地址：github 倉庫——Multibotnet
主要功能
話題共享
- 發送話題：把本地的 ROS 話題通過網絡發出去，其他機器人就能收到。
- 接收話題：從網絡上抓取其他機器人發來的話題，融入本地 ROS 系統。
服務管理
- 提供服務：讓你的機器人通過網絡為別人提供 ROS 服務，比如遠程開關控制。
- 請求服務：調用其他機器人提供的服務，實現跨設備的功能交互。
支持的消息類型
支持常見的 ROS 消息類型，包括但不限于：
- sensor_msgs/Imu（IMU 數據）
- geometry_msgs/Twist（速度指令）
- std_msgs/String（字符串）
- nav_msgs/Odometry（里程計）
- sensor_msgs/LaserScan（激光雷達）
- sensor_msgs/Image（圖像）
- geometry_msgs/Pose（位姿）
- geometry_msgs/Point（點坐標）
- std_msgs/Float32（浮點數）
- std_msgs/Int32（整數）
- geometry_msgs/PoseStamped（帶時間戳的位姿）
- sensor_msgs/PointCloud2（點云）
- geometry_msgs/Vector3（三維向量）
- 自定義類型（稍作修改就能支持，超靈活！）
支持的服務類型
- std_srvs/SetBool（布爾開關服務）
- nav_msgs/GetPlan（路徑規劃服務）
- 自定義服務（同樣支持擴展）
項目優勢
-
簡單配置，一鍵搞定
通過一個 YAML 文件就能設置話題、服務、IP 和端口，想改啥改啥，完全不用碰代碼。 -
通信超快，效率爆表
用 ZeroMQ 技術，支持多對多通信，哪怕是大規模機器人集群也能hold住。 -
頻率可控，不怕卡頓
發送話題時可以限制頻率，避免網絡堵塞，帶寬利用率剛剛好。 -
擴展方便，隨心所欲
想加新的消息或服務類型？改幾行代碼就行，完美適配你的項目需求。 -
跨平臺無壓力
不管是機器人還是普通電腦，只要有 ROS 環境，就能跑起來，分布式系統so easy！
效果部分展示
安裝步驟
準備工作
需要先裝好以下依賴：
- ZeroMQ：網絡通信核心
- yaml-cpp：解析配置文件用
- ROS：確保你的 ROS 環境已經配置好
安裝命令
-
安裝依賴：
sudo apt-get install libzmq3-dev libyaml-cpp-dev -
克隆項目到你的 catkin 工作空間：
cd ~/catkin_ws/src git clone https://github.com/nanwanuser/multibotnet.git -
編譯項目：
cd ~/catkin_ws catkin_make
使用方法
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配置一下
打開 config/default.yaml 文件，填入你想要共享的話題和服務信息，比如 IP 地址、端口號等。 -
啟動程序
一行命令搞定：roslaunch multibotnet multibotnet.launch
配置說明
config/default.yaml 是你的“控制中心”，里面有這些關鍵項：
- IP：給 IP 地址起個別名，比如 self: ‘*’ 表示本機所有 IP。
- send_topics：設置要發出去的話題（話題名、類型、頻率、地址、端口）。
- recv_topics：設置要接收的話題（話題名、類型、地址、端口）。
- provide_services：定義你要提供的服務（服務名、類型、地址、端口）。
- request_services：定義你要調用的遠程服務（服務名、類型、地址、端口）。
具體格式可以參考默認文件，照著改就行！
如何擴展自定義類型
想用自己的消息或服務類型？很簡單，按以下步驟操作：
添加自定義消息類型
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引入頭文件
在 include/multibotnet/ros_sub_pub.hpp 中加一行：#include <your_package/YourMessage.h> -
映射類型
在 getMsgType 函數中添加：if (type == "your_package/YourMessage") return "your_package::YourMessage"; -
發送邏輯
在 src/zmq_manager.cpp 的 sendTopic 函數中加一段：else if (message_type == "your_package/YourMessage") {sub = nh.subscribe<your_package::YourMessage>(topic, 1, [this, ¤t_socket, index, topic](const your_package::YourMessage::ConstPtr& msg) {if (send_freq_control(index)) {auto buffer = serializeMsg(*msg);zmq::message_t zmq_msg(buffer.size());memcpy(zmq_msg.data(), buffer.data(), buffer.size());if (!current_socket.send(zmq_msg, zmq::send_flags::none)) {ROS_ERROR("Failed to send message on topic %s", topic.c_str());}}}); } -
接收邏輯
在 src/zmq_manager.cpp 的 recvTopic 函數中，首先為新消息類型創建發布者：else if (message_type == "your_package/YourMessage") {pub = nh.advertise<your_package::YourMessage>(topic, 1); }然后，在接收線程中反序列化并發布：
else if (message_type == "your_package/YourMessage") {your_package::YourMessage msg = deserializeMsg<your_package::YourMessage>(static_cast<uint8_t*>(zmq_msg.data()), zmq_msg.size());pub.publish(msg); } -
更新依賴
在 package.xml 中添加：<depend>your_package</depend> -
重新編譯
catkin_make
添加自定義服務類型
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引入頭文件
在 include/multibotnet/ros_sub_pub.hpp 中添加對你的服務類型頭文件的引用，以便編譯器識別該類型：#include <your_package/YourService.h> -
在 ServiceManager 中支持新服務類型
在 src/service_manager.cpp 的 createHandler 函數中，為你的服務類型添加一個條件分支，創建對應的 SpecificServiceHandler：else if (service_type == "your_package/YourService") {return std::make_shared<SpecificServiceHandler<your_package::YourService>>(service_name); }這步是核心，ServiceManager 通過 createHandler 為提供的服務創建處理程序，綁定到 REP 套接字。
SpecificServiceHandler 會自動調用本地 ROS 服務并處理序列化/反序列化。 -
更新模板實例化（可選）
如果你需要在代碼中通過 callService 調用該服務，需要在 src/service_manager.cpp 文件末尾添加模板實例化：template bool ServiceManager::callService<your_package/YourService>(const std::string&, your_package/YourService::Request&, your_package/YourService::Response&);如果你只提供服務（provide_services），這步可以跳過；但如果涉及請求服務（request_services），則必須添加。
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更新依賴
在 package.xml 中添加對你服務包的依賴，確保項目能找到服務定義：<depend>your_package</depend> -
重新編譯
在工作空間根目錄下運行以下命令以應用更改：catkin_make -
配置 YAML 文件
在 config/default.yaml 中添加你的服務配置，例如：提供服務：
provide_services: - service_name: /your_serviceservice_type: your_package/YourServicebind_address: selfport: 5560請求服務：
request_services: - service_name: /remote_your_serviceservice_type: your_package/YourServiceconnect_address: robot1port: 5560
應用示例
場景描述
- Robot1（IP: 192.168.1.101）：發送 /imu 話題，提供 /set_bool 服務。
- Robot2（IP: 192.168.1.102）：接收 /imu 話題（顯示為 /imu_recv），調用 /set_bool 服務。
Robot1 配置
IP:self: '*'robot2: 192.168.1.102send_topics:
- topic: /imumessage_type: sensor_msgs/Imumax_frequency: 50bind_address: selfport: 3001provide_services:
- service_name: /set_boolservice_type: std_srvs/SetBoolbind_address: selfport: 5555
Robot2 配置
IP:self: '*'robot1: 192.168.1.101recv_topics:
- topic: /imu_recvmessage_type: sensor_msgs/Imuconnect_address: robot1port: 3001request_services:
- service_name: /set_boolservice_type: std_srvs/SetBoolconnect_address: robot1port: 5555
啟動兩臺機器上的 Multibotnet 后，Robot2 就能收到 Robot1 的 IMU 數據，并遠程控制它的開關服務。
總結
Multibotnet 是一個簡單又強大的工具，能讓多機器人系統高效協作。無論是話題共享還是服務調用，它都能通過靈活的配置和高性能通信滿足你的需求。快來試試吧，讓你的機器人團隊更聰明、更協同！
