ROS カスタムメッセージのサポート

カスタムメッセージの概要

カスタムメッセージは、ROS Toolbox で現在サポートされているメッセージタイプのセットの拡張に使用できる、ユーザー定義のメッセージです。サポートされているメッセージタイプを送受信する場合は、カスタムメッセージを使用する必要はありません。サポートされているメッセージタイプのリストを表示するには、MATLAB^® コマンドウィンドウで rosmsg list を呼び出します。

カスタムメッセージの作成には ROS パッケージが必要です。ROS パッケージの詳細については、ROS Wiki の Packages で説明しています。カスタムメッセージ用の有効な ROS パッケージがあることを確認したら、カスタムメッセージパッケージのフォルダーがある場所のファイルパスを指定して rosgenmsg を呼び出し、カスタムメッセージの使用に必要な MATLAB コードを生成します。MATLAB で ROS カスタムメッセージを生成する方法の例については、ROS パッケージからのカスタムメッセージの作成を参照してください。

ROS カスタムメッセージをはじめて使用する場合は、ROS Toolbox システム要件を確認してください。

カスタムメッセージの内容

ROS カスタムメッセージは、msg、srv、および action ディレクトリを含む ROS パッケージフォルダー内に指定されます。

メモ

どの時点でも、MATLAB パス上のカスタムメッセージフォルダーは 1 つのみでなければなりません。このフォルダーには複数のパッケージを含めることができます。すべてのパッケージを 1 つの固有のフォルダーに維持することを推奨します。

msg フォルダーには、すべてのカスタムメッセージタイプ定義が含まれています。また、srv フォルダーには、すべてのカスタムサービスタイプ定義を追加し、action フォルダーにはすべてのカスタムアクションタイプ定義を追加する必要があります。たとえば、パッケージ custom_robot_msgs のフォルダーとファイルの構造は次のとおりです。

Custom message folder structure. The top level package custom_robot_msgs contains three folders. Msg, srv, and action which contain the generated custom messages, services and actions respectively.

このパッケージでは、1 つのカスタムメッセージタイプが RobotTopic.msg に含まれ、1 つのカスタムサービスタイプが RobotService.srv に含まれ、1 つのカスタムアクションタイプが RobotAction.action に含まれています。MATLAB はこれらのファイルを使用して、パッケージに含まれるカスタムメッセージを使用するために必要なファイルを生成します。msg および srv ファイル作成の詳細については、ROS Wiki の Creating a ROS msg and srv と Defining Custom Messages を参照してください。これらのファイルの構文は、msg と srv についてのページで説明されています。ROS アクションの詳細については、ROS Actions Overviewを参照してください。

メモ

カスタムメッセージフォルダーに対する書き込みアクセス権限がなければなりません。
どの時点でも、MATLAB パス上のカスタムメッセージフォルダーは 1 つのみでなければなりません。このフォルダーには複数のパッケージを含めることができます。すべてのパッケージを 1 つの固有のフォルダーに維持することを推奨します。

メッセージフィールドからのプロパティの命名

ROS メッセージ定義が MATLAB に変換されると、フィールド名がメッセージオブジェクトのプロパティに変換されます。オブジェクトプロパティは常に大文字で始まり、アンダースコアは含まれません。フィールド名はこの命名規則に従って変更されます。最初の文字と、アンダースコアの直後の文字が大文字になり、アンダースコアは削除されます。たとえば、sensor_msgs/Image メッセージには、ROS では次のフィールドがあります。

header
height
width
encoding
is_bigendian
step
data

変換された MATLAB プロパティは次のようになります。

Header
Height
Width
Encoding
IsBigendian
Step
Data

これは、ROS メッセージを Simulink^® で使用するときにも反映されます。ROS メッセージバスは、MATLAB と同じプロパティ名を使用します。

カスタムメッセージ作成ワークフロー

前の節で説明したとおりにカスタムメッセージ構造を設定したら、これらのカスタムメッセージを使用するために必要なコードを作成できます。まず、カスタムメッセージファイルへの既知のパスを使用して rosgenmsg を呼び出し、MATLAB コードを作成します。

関数 rosgenmsg は、カスタムメッセージファイル (.msg、.srv、および .action) を取り、それぞれのメッセージタイプを、動作する MATLAB コードに変換します。関数 rosgenmsg は msg フォルダーで .msg ファイルを検索し、srv フォルダーで .srv ファイルを検索し、action フォルダーで .action ファイルを検索します。このコードは、新しいカスタムメッセージを作成するときにメッセージプロパティを定義するクラスのグループです。この関数によって、さまざまなメッセージクラスに必要な MATLAB M ファイルが作成されます。

関数 rosgenmsg によってこれらのファイルが作成された後、クラスファイルを MATLAB パスに追加しなければなりません。これらの手順は、MATLAB コマンドウィンドウのプロンプトとして示されます。

クラスファイルの場所を MATLAB パスに追加: addpath を使用して、.m 拡張子のファイルの新しい場所を MATLAB パスに追加し、savepath を使用して変更を保存します。
すべてのメッセージクラス定義を更新します。これには、以下のとおりワークスペースをクリアする必要があります。
```
clear classes
rehash toolboxcache
```
メッセージが使用可能であることを確認: rosmsg list または関数 rosmessage を使用して、新しいカスタムメッセージが使用可能であることを確認します。

この手順の例については、ROS パッケージからのカスタムメッセージの作成を参照してください。この例では、サンプルカスタムメッセージファイルを使用して MATLAB でカスタムメッセージを作成しています。

この手順は、カスタムメッセージの特定のセットに対して 1 回だけ実行する必要があります。その後、新しいカスタムメッセージを MATLAB の他の ROS メッセージと同様に使用し、ROS Toolbox が提供する ROS のフル機能を活用することができます。メッセージタイプを更新する場合や、新しいメッセージタイプを作成する場合は、この生成手順を繰り返します。

ファイルのディレクトリが含まれる MATLAB パスを維持しなければなりません。MATLAB パスに、カスタムメッセージアーティファクトが含まれるフォルダーが一度に 1 つだけ存在することを確認してください。

カスタムメッセージを使用したコード生成

カスタムメッセージタイプ、カスタムサービスタイプ、およびカスタムアクションタイプを ROS Simulink ブロックとともに使用して、スタンドアロン ROS ノード用の C++ コードを生成できます。生成されたコード (.tgz archive) には、カスタムメッセージの Simulink 定義が含まれますが、ROS カスタムメッセージパッケージは含まれません。生成されたコードが生成先の Linux システム内でビルドされる際には、カスタムメッセージパッケージが catkin ワークスペースまたは ROS_PACKAGE_PATH 上で使用できる必要があります。生成されたコードをビルドする前に、Linux システムにカスタムメッセージパッケージを確実にインストールまたはコピーします。

組み込みメッセージ定義のカスタム定義との置き換え

MATLAB は、多くの組み込み ROS メッセージタイプを提供しています。これらのメッセージタイプの定義を、上記で詳述した同じカスタムメッセージ作成ワークフローを使用して、新しい定義と置き換えることができます。組み込みのメッセージパッケージの定義を置き換える場合は、カスタムメッセージパッケージフォルダーに、対応する組み込みメッセージパッケージのすべてのメッセージタイプに対する新しい定義 (.msg ファイル) が含まれていることを確認する必要があります。