用python如何传递lcm消息

在Python中传递LCM（Lightweight Communications and Marshalling）消息可以通过使用LCM库来实现。LCM是一种用于机器人和其它控制系统的消息传递系统，它的设计目标是提供一种高效、可靠的跨进程和跨网络的通信方式。在Python中使用LCM库，你可以创建和传递自定义的消息类型、发布和订阅消息、处理消息回调。下面详细介绍如何实现这些功能。

安装LCM库

在开始之前，你需要安装LCM库。你可以使用以下命令来安装LCM库：

pip install lcm

如果你还没有安装LCM库，你需要先安装它。安装完成后，你可以开始编写代码来传递LCM消息。

一、定义消息类型

在LCM中，消息类型是通过LCM类型文件（.lcm文件）定义的。这些文件使用一种简单的IDL（Interface Definition Language）来定义消息类型。下面是一个示例：

package my_lcm_types;
struct example_t {
    int64_t timestamp;
    float position[3];
    float orientation[4];
    string name;
    int32_t enabled;
}

这个文件定义了一个名为example_t的消息类型，它包含了一个时间戳、一个三维位置向量、一个四维方向向量、一个字符串和一个整数。

二、编译消息类型

定义消息类型之后，你需要使用LCM的lcm-gen工具来编译这个类型文件。你可以使用以下命令来编译：

lcm-gen -p example_t.lcm

这个命令会生成一个Python模块，包含了example_t消息类型的定义。

三、发布消息

接下来，你可以编写一个Python脚本来发布消息。下面是一个示例：

import time
import lcm
from my_lcm_types import example_t
def publish_message():
    lc = lcm.LCM()
    msg = example_t()
    msg.timestamp = int(time.time() * 1000000)
    msg.position = [1.0, 2.0, 3.0]
    msg.orientation = [0.0, 0.0, 0.0, 1.0]
    msg.name = "example"
    msg.enabled = 1
    lc.publish("EXAMPLE", msg.encode())
    print("Message published.")
if __name__ == "__main__":
    publish_message()

在这个示例中，我们首先创建了一个LCM对象，然后创建了一个example_t消息对象。我们设置了消息的各个字段，并通过LCM对象发布消息。

四、订阅消息

接下来，你可以编写一个Python脚本来订阅消息。下面是一个示例：

import lcm
from my_lcm_types import example_t
def message_handler(channel, data):
    msg = example_t.decode(data)
    print(f"Received message on channel {channel}")
    print(f"Timestamp: {msg.timestamp}")
    print(f"Position: {msg.position}")
    print(f"Orientation: {msg.orientation}")
    print(f"Name: {msg.name}")
    print(f"Enabled: {msg.enabled}")
def subscribe_message():
    lc = lcm.LCM()
    subscription = lc.subscribe("EXAMPLE", message_handler)
    try:
        while True:
            lc.handle()
    except KeyboardInterrupt:
        pass
if __name__ == "__main__":
    subscribe_message()

在这个示例中，我们首先创建了一个LCM对象，然后订阅了名为“EXAMPLE”的频道。当接收到消息时，message_handler函数会被调用，我们可以在这个函数中处理消息。

五、处理消息回调

在实际应用中，处理消息回调是非常重要的。你可以在回调函数中实现复杂的逻辑。下面是一个更复杂的示例：

import lcm
import threading
from my_lcm_types import example_t
class MessageHandler:
    def __init__(self):
        self.lc = lcm.LCM()
        self.subscription = self.lc.subscribe("EXAMPLE", self.handle_message)
    def handle_message(self, channel, data):
        msg = example_t.decode(data)
        print(f"Received message on channel {channel}")
        print(f"Timestamp: {msg.timestamp}")
        print(f"Position: {msg.position}")
        print(f"Orientation: {msg.orientation}")
        print(f"Name: {msg.name}")
        print(f"Enabled: {msg.enabled}")
    def run(self):
        while True:
            self.lc.handle()
def main():
    handler = MessageHandler()
    thread = threading.Thread(target=handler.run)
    thread.start()
    try:
        while True:
            time.sleep(1)
    except KeyboardInterrupt:
        pass
if __name__ == "__main__":
    main()

在这个示例中，我们创建了一个MessageHandler类来处理消息。我们在类的构造函数中订阅了消息，并在handle_message方法中处理消息。我们创建了一个线程来运行消息处理循环，这样主线程可以继续执行其他任务。

六、消息传递的应用示例

下面是一个完整的示例，展示了如何在两个不同的Python脚本中传递LCM消息。

发布者脚本（publisher.py）

import time
import lcm
from my_lcm_types import example_t
def publish_message():
    lc = lcm.LCM()
    msg = example_t()
    msg.timestamp = int(time.time() * 1000000)
    msg.position = [1.0, 2.0, 3.0]
    msg.orientation = [0.0, 0.0, 0.0, 1.0]
    msg.name = "example"
    msg.enabled = 1
    lc.publish("EXAMPLE", msg.encode())
    print("Message published.")
if __name__ == "__main__":
    while True:
        publish_message()
        time.sleep(1)

订阅者脚本（subscriber.py）

import lcm
from my_lcm_types import example_t
def message_handler(channel, data):
    msg = example_t.decode(data)
    print(f"Received message on channel {channel}")
    print(f"Timestamp: {msg.timestamp}")
    print(f"Position: {msg.position}")
    print(f"Orientation: {msg.orientation}")
    print(f"Name: {msg.name}")
    print(f"Enabled: {msg.enabled}")
def subscribe_message():
    lc = lcm.LCM()
    subscription = lc.subscribe("EXAMPLE", message_handler)
    try:
        while True:
            lc.handle()
    except KeyboardInterrupt:
        pass
if __name__ == "__main__":
    subscribe_message()

在这个示例中，publisher.py脚本每秒发布一条消息，而subscriber.py脚本订阅消息并打印消息内容。

通过这些示例，你可以看到如何在Python中使用LCM库来定义、发布和订阅自定义的消息类型。LCM提供了一种高效、可靠的消息传递机制，非常适合用于机器人和控制系统中的通信。希望这些示例能够帮助你理解和应用LCM库。如果你有更多的需求或问题，可以查阅LCM的官方文档和示例代码，进一步了解和掌握LCM的使用。