引言

这是之前看到一位大佬做的集群通信中间件，突发奇想，自己也来做一个，实现更多的功能、更清楚的架构和性能更加高效的ROS多机通信的功能包
链接：https://blog.csdn.net/benchuspx/article/details/128576723

Multibotnet

Multibotnet 是一个专为多机器人系统设计的 ROS 包，利用 ZeroMQ 技术实现高效的分布式通信。简单来说，它能让多台机器人或电脑之间轻松共享 ROS 话题和服务，哪怕它们不在同一个网络环境下也能协作工作。无论是机器人团队协同任务，还是跨设备的数据共享，Multibotnet 都能派上用场！

• 项目地址：github 仓库——Multibotnet

主要功能

话题共享

• 发送话题：把本地的 ROS 话题通过网络发出去，其他机器人就能收到。
• 接收话题：从网络上抓取其他机器人发来的话题，融入本地 ROS 系统。

服务管理

• 提供服务：让你的机器人通过网络为别人提供 ROS 服务，比如远程开关控制。
• 请求服务：调用其他机器人提供的服务，实现跨设备的功能交互。

支持的消息类型

支持常见的 ROS 消息类型，包括但不限于：

• sensor_msgs/Imu（IMU 数据）
• geometry_msgs/Twist（速度指令）
• std_msgs/String（字符串）
• nav_msgs/Odometry（里程计）
• sensor_msgs/LaserScan（激光雷达）
• sensor_msgs/Image（图像）
• geometry_msgs/Pose（位姿）
• geometry_msgs/Point（点坐标）
• std_msgs/Float32（浮点数）
• std_msgs/Int32（整数）
• geometry_msgs/PoseStamped（带时间戳的位姿）
• sensor_msgs/PointCloud2（点云）
• geometry_msgs/Vector3（三维向量）
• 自定义类型（稍作修改就能支持，超灵活！）

支持的服务类型

• std_srvs/SetBool（布尔开关服务）
• nav_msgs/GetPlan（路径规划服务）
• 自定义服务（同样支持扩展）

项目优势

• 简单配置，一键搞定
  通过一个 YAML 文件就能设置话题、服务、IP 和端口，想改啥改啥，完全不用碰代码。

• 通信超快，效率爆表
  用 ZeroMQ 技术，支持多对多通信，哪怕是大规模机器人集群也能hold住。

• 频率可控，不怕卡顿
  发送话题时可以限制频率，避免网络堵塞，带宽利用率刚刚好。

• 扩展方便，随心所欲
  想加新的消息或服务类型？改几行代码就行，完美适配你的项目需求。

• 跨平台无压力
  不管是机器人还是普通电脑，只要有 ROS 环境，就能跑起来，分布式系统so easy！

效果部分展示

安装步骤

准备工作

需要先装好以下依赖：

• ZeroMQ：网络通信核心
• yaml-cpp：解析配置文件用
• ROS：确保你的 ROS 环境已经配置好

安装命令

1. 安装依赖：

   sudo apt-get install libzmq3-dev libyaml-cpp-dev
   

2. 克隆项目到你的 catkin 工作空间：

   cd ~/catkin_ws/src
   git clone https://github.com/nanwanuser/multibotnet.git
   

3. 编译项目：

   cd ~/catkin_ws
   catkin_make
   

使用方法

1. 配置一下
   打开 config/default.yaml 文件，填入你想要共享的话题和服务信息，比如 IP 地址、端口号等。

2. 启动程序
   一行命令搞定：

   roslaunch multibotnet multibotnet.launch
   

配置说明

config/default.yaml 是你的“控制中心”，里面有这些关键项：

• IP：给 IP 地址起个别名，比如 self: ‘*’ 表示本机所有 IP。
• send_topics：设置要发出去的话题（话题名、类型、频率、地址、端口）。
• recv_topics：设置要接收的话题（话题名、类型、地址、端口）。
• provide_services：定义你要提供的服务（服务名、类型、地址、端口）。
• request_services：定义你要调用的远程服务（服务名、类型、地址、端口）。

具体格式可以参考默认文件，照着改就行！

如何扩展自定义类型

想用自己的消息或服务类型？很简单，按以下步骤操作：

添加自定义消息类型

1. 引入头文件
   在 include/multibotnet/ros_sub_pub.hpp 中加一行：

   #include <your_package/YourMessage.h>
   

2. 映射类型
   在 getMsgType 函数中添加：

   if (type == "your_package/YourMessage") return "your_package::YourMessage";
   

3. 发送逻辑
   在 src/zmq_manager.cpp 的 sendTopic 函数中加一段：

   else if (message_type == "your_package/YourMessage") {sub = nh.subscribe<your_package::YourMessage>(topic, 1, [this, &current_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());}}});
   }
   

4. 接收逻辑
   在 src/zmq_manager.cpp 的 recvTopic 函数中，首先为新消息类型创建发布者：

   else if (message_type == "your_package/YourMessage") {pub = nh.advertise<your_package::YourMessage>(topic, 1);
   }
   

   然后，在接收线程中反序列化并发布：

   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);
   }
   

5. 更新依赖
   在 package.xml 中添加：

   <depend>your_package</depend>
   

6. 重新编译

   catkin_make
   

添加自定义服务类型

1. 引入头文件
   在 include/multibotnet/ros_sub_pub.hpp 中添加对你的服务类型头文件的引用，以便编译器识别该类型：

   #include <your_package/YourService.h>
   

2. 在 ServiceManager 中支持新服务类型
   在 src/service_manager.cpp 的 createHandler 函数中，为你的服务类型添加一个条件分支，创建对应的 SpecificServiceHandler：

   else if (service_type == "your_package/YourService") {return std::make_shared<SpecificServiceHandler<your_package::YourService>>(service_name);
   }
   

   这步是核心，ServiceManager 通过 createHandler 为提供的服务创建处理程序，绑定到 REP 套接字。
   SpecificServiceHandler 会自动调用本地 ROS 服务并处理序列化/反序列化。

3. 更新模板实例化（可选）
   如果你需要在代码中通过 callService 调用该服务，需要在 src/service_manager.cpp 文件末尾添加模板实例化：

   template bool ServiceManager::callService<your_package/YourService>(const std::string&, your_package/YourService::Request&, your_package/YourService::Response&);
   

   如果你只提供服务（provide_services），这步可以跳过；但如果涉及请求服务（request_services），则必须添加。

4. 更新依赖
   在 package.xml 中添加对你服务包的依赖，确保项目能找到服务定义：

   <depend>your_package</depend>
   

5. 重新编译
   在工作空间根目录下运行以下命令以应用更改：

   catkin_make
   

6. 配置 YAML 文件
   在 config/default.yaml 中添加你的服务配置，例如：

   提供服务：

   provide_services:
   - service_name: /your_serviceservice_type: your_package/YourServicebind_address: selfport: 5560
   

   请求服务：

   request_services:
   - service_name: /remote_your_serviceservice_type: your_package/YourServiceconnect_address: robot1port: 5560
   

应用示例

场景描述

• Robot1（IP: 192.168.1.101）：发送 /imu 话题，提供 /set_bool 服务。
• Robot2（IP: 192.168.1.102）：接收 /imu 话题（显示为 /imu_recv），调用 /set_bool 服务。

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

启动两台机器上的 Multibotnet 后，Robot2 就能收到 Robot1 的 IMU 数据，并远程控制它的开关服务。

总结

Multibotnet 是一个简单又强大的工具，能让多机器人系统高效协作。无论是话题共享还是服务调用，它都能通过灵活的配置和高性能通信满足你的需求。快来试试吧，让你的机器人团队更聪明、更协同！