如何在 C++ 中使用 ROS 服务和与 posix 和信号量的串行通信？

Question

我是 C/C++ 中并发和并行编程的新手，所以我的项目需要一些帮助。

我想运行在 C++ 中使用 POSIX 和信号量进行多进程处理。所以程序的结构应该是下面这样的。首先我打开串口（Serial communication of the Raspberry PI 4）。当串口打开时，两个进程运行ning

第一个，主要的运行自动执行以下操作：该线程要求 ODOM 更新（来自微控制器的压力和 IMU）并发布它们。此外，每 0.3 秒检查一次调制解调器收件箱，如果有新内容，它会发布。

另一个仅根据 ROS 服务的要求检测到调制解调器收件箱中有新消息执行暂停（在第一个主进程上）并在串行端口上执行（发布）。然后第一个进程恢复正常工作

所以我首先尝试做一些看起来像这些的伪 C++ 代码但是我需要帮助，因为我是并发和并行性的新手。在这里

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
sem_t mutex;

void* thread(void* arg) { //function which act like thread

   //Main Thread
   // Here code for ASK ODOM UPDATE..
   // Here code for CHECK MODEM INBOX...
   sem_wait(&mutex); //wait state
   
   // ENTER in the second Process
   // Here code for the second process which run on DEMAND..
   // ROS SERVICES
   
   // Here code for CHECK The MODEM INBOX and HALT the First Process
   // Here code for EXECUTE on SERIAL PORT(PUBLISH)
   sleep(0.1); //critical section 
   printf("\nCompleted...\n"); //comming out from Critical section
   sem_post(&mutex);
}

main() {
   sem_init(&mutex, 0, 1);
   pthread_t th1,th2;
   pthread_create(&th1,NULL,thread,NULL);
   sleep(1);
   pthread_create(&th2,NULL,thread,NULL);
   //Join threads with the main thread
   pthread_join(th1,NULL);
   pthread_join(th2,NULL);
   sem_destroy(&mutex);
}

所以我不确定这是在 C++ 上实现的正确方法。对实现有什么帮助，也许对实际的 C++ 代码有帮助吗？谢谢

Answer 1

幸运的是，ROS 允许您决定要使用的线程模型 (http://wiki.ros.org/roscpp/Overview/Callbacks%20and%20Spinning)。

您可以为此使用 ros::AsyncSpinner：

您的主线程启动在后台运行的 AsyncSpinner，侦听 ROS 消息，并在其自己的线程中调用您的 ROS 回调函数。

然后，你的主线程关心你的串口连接和forwards/publishes消息。在 pseudo-code 中，它可能如下所示：

#include <ros/ros.h>
#include <mutex>
#include <std_msgs/Float32.h>

std::mutex mutex_;

void callback(std_msgs::Float32ConstPtr msg) {
    // reentrant preprocessing
    {
        std::lock_guard<std::mutex> guard( mutex_ );
        // work with serial port
    }
    // reentrant posprocessing
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    ros::init(argc, argv, "name");
    ros::NodeHandle node("~");
    ros::Subscriber sub = node.subscribe("/test", 1, callback);

    ros::AsyncSpinner spinner(1);
    spinner.start();

    while(ros::ok()) {
        // reentrant preprocessing
        {
            std::lock_guard<std::mutex> guard(mutex_);
            // work with serial port
        }
        // reentrant postprocessing
    }
}

您可以看到关键的代码块。在这里，两个线程都是同步的，即一次只有一个线程在其关键路径上。

我使用了 C++ 互斥锁，因为它是 C++ 标准方式，但您当然可以更改它。

此外，请随时在主线程中等待串口消息，以减少芯片的发热。

如何在 C++ 中使用 ROS 服务和与 posix 和信号量的串行通信？

How to use ROS services and serial comunication with posix and semahrores in C++?

c++

multithreading

semaphore

ros