ros三大核心消息包：geometry_msgs.msg、visualization_msgs、action_msgs.msg

一. geometry_msgs.msg（几何数据）

用途

机器人所有位置、姿态、速度、向量、坐标变换都用它。

1，基本消息：

1.1Point—— 3D 坐标点

作用：表示空间中的一个点（x,y,z）

float64 x float64 y float64 z

1.2Vector3—— 3D 向量

作用：表示方向 / 大小（平移、速度、缩放）

float64 x float64 y float64 z

• 和 Point 结构一样，但语义不同
• Vector3 表示方向 / 力 / 速度
• Point 表示坐标位置

1.3Quaternion—— 四元数（姿态）

作用：表示 3D 旋转，无奇异值，ROS 标准姿态格式

float64 x float64 y float64 z float64 w

• 必须是单位四元数
• 默认无旋转：x=0,y=0,z=0,w=1

99% 的情况不用手动算，用tf_transformations或pyquaternion库转换。

2，高级组合消息：

2.1Pose—— 位姿（位置 + 姿态）

Point position Quaternion orientation

• 表示：在哪里 + 朝哪转
• 用途：机器人位姿、目标点、物体位姿

2.2PoseStamped—— 带时间戳 + 坐标系的位姿

Header header Pose pose

Header 包含：

std_msgs/Header header uint32 seq time stamp string frame_id # 关键！坐标系

• 必须带frame_id（如map、base_link、odom）
• 导航、SLAM、TF 全都用这个

2.3Twist—— 速度（线速度 + 角速度）

控制小车移动的核心消息

Vector3 linear # 线速度 Vector3 angular # 角速度

• linear.x：前进 / 后退
• angular.z：左转 / 右转

2.4TwistStamped—— 带时间戳的速度

Header header Twist twist

2.5Transform—— 坐标变换

两个坐标系之间的平移 + 旋转

2.5 Transform —— 坐标变换 两个坐标系之间的平移 + 旋转

2.6TransformStamped—— 带坐标系的变换

Header header string child_frame_id Transform transform

3.最常用

二，visualization_msgs是 ROS 2 中专门用于 RViz 可视化的消息包

1. 核心消息详解

「type」枚举（常用 8 类）

1.2MarkerArray（批量元素）

• 定义：Marker[] markers（多个 Marker 组成的数组）。
• 优势：单次发布多个元素，减少通信开销，适合批量显示（如粒子云、多个障碍物）。
• 用法：创建多个 Marker 加入markers数组，一次性发布到/markers话题。

2，示例：

2.1 Python 示例（RViz 显示红色立方体 + 文字箭头）

import rclpy from rclpy.node import Node from visualization_msgs.msg import Marker, MarkerArray from geometry_msgs.msg import Pose, Point, Quaternion class MarkerVisualizer(Node): def __init__(self): super().__init__('marker_visualizer') self.publisher_ = self.create_publisher(MarkerArray, '/visualization_markers', 10) self.timer = self.create_timer(1.0, self.publish_markers) # 每秒发布一次 def publish_markers(self): marker_array = MarkerArray() stamp = self.get_clock().now().to_msg() # 1. 红色立方体（ID=0） cube = Marker() cube.header.frame_id = "map" # 参考坐标系 cube.header.stamp = stamp cube.ns = "basic_shapes" cube.id = 0 cube.type = Marker.CUBE cube.action = Marker.ADD cube.pose = Pose(position=Point(x=1.0, y=0.0, z=0.5), orientation=Quaternion(w=1.0)) cube.scale.x = 0.6 # 边长0.6m cube.scale.y = 0.6 cube.scale.z = 1.0 cube.color.r = 1.0 # 红色 cube.color.g = 0.0 cube.color.b = 0.0 cube.color.a = 1.0 # 不透明 cube.lifetime = rclpy.Duration(seconds=0) # 永久显示 marker_array.markers.append(cube) # 2. 蓝色箭头（ID=1，指向立方体） arrow = Marker() arrow.header.frame_id = "map" arrow.header.stamp = stamp arrow.ns = "basic_shapes" arrow.id = 1 arrow.type = Marker.ARROW arrow.action = Marker.ADD arrow.pose = Pose(position=Point(x=0.0, y=0.0, z=0.5), orientation=Quaternion(w=1.0)) arrow.scale.x = 1.0 # 长度1m arrow.scale.y = 0.1 # 半径0.1m arrow.scale.z = 0.1 arrow.color.r = 0.0 arrow.color.g = 0.0 arrow.color.b = 1.0 arrow.color.a = 1.0 marker_array.markers.append(arrow) # 3. 绿色文字（ID=2，标注立方体） text = Marker() text.header.frame_id = "map" text.header.stamp = stamp text.ns = "basic_shapes" text.id = 2 text.type = Marker.TEXT_VIEW_FACING text.action = Marker.ADD text.pose = Pose(position=Point(x=1.0, y=0.0, z=1.2)) # 立方体上方 text.text = "目标物体" text.scale.z = 0.2 # 文字大小0.2m text.color.r = 0.0 text.color.g = 1.0 text.color.b = 0.0 text.color.a = 1.0 marker_array.markers.append(text) self.publisher_.publish(marker_array) self.get_logger().info("发布3个可视化标记") def main(args=None): rclpy.init(args=args) node = MarkerVisualizer() rclpy.spin(node) node.destroy_node() rclpy.shutdown() if __name__ == '__main__': main()

2.2 C++ 示例（批量发布点云折线）

#include "rclcpp/rclcpp.hpp" #include "visualization_msgs/msg/marker_array.hpp" #include "geometry_msgs/msg/point.hpp" using namespace std::chrono_literals; class MarkerArrayPublisher : public rclcpp::Node { public: MarkerArrayPublisher() : Node("marker_array_publisher") { publisher_ = this->create_publisher<visualization_msgs::msg::MarkerArray>("/visualization_markers", 10); timer_ = this->create_wall_timer(1s, std::bind(&MarkerArrayPublisher::publish_markers, this)); } private: void publish_markers() { auto marker_array = visualization_msgs::msg::MarkerArray(); auto stamp = this->get_clock()->now(); // 发布折线（ID=0，5个点） auto line_strip = visualization_msgs::msg::Marker(); line_strip.header.frame_id = "map"; line_strip.header.stamp = stamp; line_strip.ns = "path"; line_strip.id = 0; line_strip.type = visualization_msgs::msg::Marker::LINE_STRIP; line_strip.action = visualization_msgs::msg::Marker::ADD; line_strip.pose.orientation.w = 1.0; line_strip.scale.x = 0.05; // 线宽0.05m line_strip.color.r = 1.0; // 黄色 line_strip.color.g = 1.0; line_strip.color.b = 0.0; line_strip.color.a = 1.0; line_strip.lifetime = rclcpp::Duration(0); // 添加5个顶点（形成矩形路径） std::vector<std::pair<double, double>> points = {{0,0}, {2,0}, {2,1}, {0,1}, {0,0}}; for (auto [x, y] : points) { geometry_msgs::msg::Point p; p.x = x; p.y = y; p.z = 0.0; line_strip.points.push_back(p); } marker_array.markers.push_back(line_strip); publisher_->publish(marker_array); RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "发布路径折线"); } rclcpp::Publisher<visualization_msgs::msg::MarkerArray>::SharedPtr publisher_; rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_; }; int main(int argc, char * argv[]) { rclcpp::init(argc, argv); rclcpp::spin(std::make_shared<MarkerArrayPublisher>()); rclcpp::shutdown(); return 0; }

3. 关键技巧与避坑

1. 坐标系（frame_id）必设：错设会导致元素 “消失”，常见值：map（全局地图）、base_link（机器人本体）、odom（里程计）、laser_frame（雷达坐标系）。
2. 颜色必须设 alpha（透明度）：不设a=1.0可能导致完全透明看不见。
3. 生命周期控制：临时标记设lifetime（如 5 秒），避免 RViz 残留；永久显示设0。
4. 批量用 MarkerArray：多个元素一次性发布，效率远高于多次发布单个 Marker。
5. 删除元素：单个删除设action=DELETE+ns+id；整组删除设action=DELETEALL+ns。
6. 文字大小：TEXT_VIEW_FACING仅通过scale.z控制大小，x/y无效。

三，action_msgs

action_msgs不是动作本身，而是所有 Action 通信的 “底层规则、状态、ID 管理”。

• geometry_msgs：管位置
• visualization_msgs：管 RViz 显示
• action_msgs：管Action 通信的状态、目标 ID、取消机制

它不包含业务数据（如目标点、速度、路径），只负责：

1. 给每个任务发一个唯一 ID
2. 告诉你任务当前状态（等待 / 运行 / 成功 / 失败 / 取消）
3. 提供取消任务的服务

1. 它包含哪些内容？（官方完整定义）

action_msgs一共就3 个消息 + 1 个服务：

1.1 GoalInfo.msg（目标身份证）

每个 Action 目标都会分配一个唯一 ID

unique_identifier_msgs/UUID goal_id # 唯一ID（一串随机码） builtin_interfaces/Time stamp # 时间戳

1.2 GoalStatus.msg（目标状态）

这是action_msgs 最重要的消息，表示任务当前处于什么状态。

GoalInfo goal_info int8 status # 状态常量 int8 STATUS_UNKNOWN = 0 int8 STATUS_ACCEPTED = 1 # 已接受 int8 STATUS_EXECUTING = 2 # 执行中 int8 STATUS_CANCELING = 3 # 正在取消 int8 STATUS_SUCCEEDED = 4 # 成功完成 int8 STATUS_ABORTED = 5 # 异常失败 int8 STATUS_CANCELED = 6 # 已取消 int8 STATUS_PENDING = 7 # 排队等待

状态机流程（最标准流程）

PENDING → ACCEPTED → EXECUTING → SUCCEEDED / ABORTED / CANCELED

1.3 GoalStatusArray.msg

发布多个目标的状态列表

GoalStatus[] status_list

1.4 CancelGoal.srv（取消目标服务）

请求：

客户端用来取消正在运行的任务。

1.4 CancelGoal.srv（取消目标服务） 客户端用来取消正在运行的任务。

响应：

bool success GoalInfo[] canceled_goals

2. 为什么需要 action_msgs？

因为 Action 通信有 3 个特点：

1. 长时任务（不是立刻完成）
2. 可取消
3. 有反馈、有结果、有状态

这些机制全部由 action_msgs 提供底层支持。