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在 ROS 2 中，节点之间的通信是构建机器人系统的基础能力。无论是传感器数据采集、状态反馈，还是运动控制与导航规划，其核心都离不开节点之间高效、可靠的数据交换。

ROS 2 提供了多种通信机制，其中话题（Topic）通信是最常用、也是最基础的一种方式。话题通信采用发布者（Publisher）与订阅者（Subscriber）模型，使节点之间无需直接相互依赖，从而实现系统的解耦与模块化设计。

本章将通过一个最小化且完整可运行的 C++ 示例，系统介绍 ROS 2 中话题通信的工作原理，并详细讲解如何创建功能包、编写发布者与订阅者节点、配置构建文件以及运行和调试程序，为后续学习更复杂的 ROS 2 系统打下坚实基础。

安装并配置 VS Code​

在开始创建 ROS 2 功能包之前，推荐使用 Visual Studio Code（VS Code） 作为开发工具。VS Code 具有良好的跨平台支持，并可通过插件方便地进行 ROS 2 与 C++/Python 开发。

安装 VS Code​

在 Ubuntu 系统中，可以通过以下两种方式安装 VS Code：

  • 在 Ubuntu App Center 中搜索 code 并安装

  • 或在终端中执行以下命令进行安装：

sudo snap install code --classic

安装推荐插件​

启动 VS Code 后，点击左侧工具栏中的 扩展（Extensions） 图标，搜索并安装以下插件：

  • Robot Developer Extensions for ROS 2

    该插件会自动安装 C++ 和 Python 相关插件，并为 ROS 项目提供语法高亮、代码补全与调试支持。

  • XML Tools 全功能的 XML 语言支持插件，为 VS Code 提供标准的 XML 文件编辑能力。

  • CMake 微软官方推出的 CMake 构建系统辅助工具，为编写 CMakeLists.txt 提供语法支持和智能提示。

配置 IntelliSense（代码智能提示）​

为了让 VS Code 正确识别 ROS 2 的头文件、库路径以及 Python 模块，需要对工作空间进行适当配置。

1. 配置 C++ 自动补全路径

使用 VS Code 打开 ROS 2 工作空间（例如 ~/ros2_ws），可通过以下方式之一完成：

  • 在终端中进入工作空间目录后执行：code .

  • 在 VS Code 中选择“打开文件夹”，手动打开 ros2_ws

随后，按下 Ctrl + Shift + P 打开命令面板，输入并选择：

C/C++: Edit Configurations (JSON)

在生成的 .vscode/c_cpp_properties.json 文件中，将 ROS 2 头文件路径加入 includePath：

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "/opt/ros/jazzy/include/**"
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "c17",
            "cppStandard": "gnu++17",
            "intelliSenseMode": "linux-gcc-x64"
        }
    ],
    "version": 4
}

说明
本书示例基于 ROS 2 Jazzy 发行版。若读者使用的是其他 ROS 2 版本（如 Iron、Humble），请将路径中的 jazzy 替换为对应版本名称。

2. 配置 Python 自动补全路径

再次打开命令面板（Ctrl + Shift + P），选择：

Preferences: Open Workspace Settings (JSON)

在设置文件中添加如下内容（Jazzy 使用 Python 3.12）：

"python.autoComplete.extraPaths": [
    "/opt/ros/jazzy/lib/python3.12/site-packages"
]

完成上述配置后，VS Code 即可正确识别 ROS 2 的 C++ 头文件和 Python API，实现代码补全、跳转与提示功能。