Topic（话题）是 ROS 2 中最常用的异步通信方式。它像“电台广播”：发布者（Publisher）只管把数据扔到话题上，订阅者（Subscriber） 只要感兴趣，并且注册回调函数，就能收到数据。发布者和订阅者互不知晓对方存在，完全解耦。

本节将讲述：

1. 创建存放自定义消息的接口包。

2. 定义 Velocity.msg。

3. 创建 Python 功能包。

4. 编写发布者节点（每秒发送速度指令）。

5. 编写订阅者节点（接收及打印速度指令）。

6. 编译运行及验证。

1. 创建自定义消息接口包（custom_interfaces）

在 ROS 2 中，msg 文件必须放在独立的接口包里。

打开终端，进入工作空间 src 目录：

cd ~/ros2_ws/src

创建 C++ 类型（ament_cmake）的接口包（因为生成 msg 需要编译时构建工具，用 ament_cmake 最稳妥）：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake custom_interfaces

进入包目录，创建 msg 目录，定义消息：

cd custom_interfaces
mkdir msg

在 msg 目录中新建 Velocity.msg 文件，写入以下内容：

float64 linear_x   # 前进速度 (m/s)
float64 angular_z  # 旋转角速度 (rad/s)

修改 CMakeLists.txt：找到 find_package 部分，添加 rosidl_default_generators，在文件末尾添加：

find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)

rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
  "msg/Velocity.msg"
)

修改 package.xml：在 <buildtool_depend> 后添加以下依赖：

<build_depend>rosidl_default_generators</build_depend>
<exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend>
<member_of_group>rosidl_interface_packages</member_of_group>

编译这个接口包（回到工作空间根目录）：

cd ~/ros2_ws
colcon build --packages-select custom_interfaces
# 或 colcon build --cmake-args -DPython3_EXECUTABLE=/usr/bin/python3

Source 环境，找到该新接口：

source install/setup.bash

2. 创建 Python 功能包（topic_demo_py）

创建存放节点代码的 Python 包。

cd ~/ros2_ws/src
ros2 pkg create --build-type ament_python topic_demo_py --dependencies rclpy custom_interfaces

--dependencies 自动将 rclpy 和 custom_interfaces 写入 package.xml。

3. 编写发布者节点（velocity_publisher.py）

在 topic_demo_py/topic_demo_py/ 目录下新建文件 velocity_publisher.py，写入以下代码：

import rclpy
from rclpy.node import Node
from custom_interfaces.msg import Velocity  # 导入自定义消息

class VelocityPublisher(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('velocity_publisher')
        # 创建发布者：消息类型 Velocity，话题名 "/robot_velocity"，队列深度 10
        self.publisher_ = self.create_publisher(Velocity, '/robot_velocity', 10)
        # 创建一个定时器，每 0.5 秒触发一次回调
        self.timer = self.create_timer(0.5, self.timer_callback)
        self.counter = 0

    def timer_callback(self):
        msg = Velocity()
        # 让速度值做点小变化，模拟机器人加减速
        msg.linear_x = 1.0 + 0.5 * (self.counter % 4)  
        msg.angular_z = 0.5 * (self.counter % 3)
        
        self.publisher_.publish(msg)
        self.get_logger().info(f'Publishing: linear={msg.linear_x:.2f}, angular={msg.angular_z:.2f}')
        self.counter += 1

def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    node = VelocityPublisher()
    rclpy.spin(node)
    node.destroy_node()
    rclpy.shutdown()

if __name__ == '__main__':
    main()

4. 编写订阅者节点（velocity_subscriber.py）

在同一目录下新建 velocity_subscriber.py，写入：

import rclpy
from rclpy.node import Node
from custom_interfaces.msg import Velocity  # 导入相同的消息类型

class VelocitySubscriber(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('velocity_subscriber')
        # 创建订阅者：订阅 "/robot_velocity" 话题，回调函数为 listener_callback
        self.subscription = self.create_subscription(
            Velocity,
            '/robot_velocity',
            self.listener_callback,
            10  # 队列深度
        )

    def listener_callback(self, msg):
        # 每当收到一条消息，ROS 2 就会自动调用这个函数
        self.get_logger().info(
            f'Received: linear_x={msg.linear_x:.2f} m/s, angular_z={msg.angular_z:.2f} rad/s'
        )

def main(args=None):
    rclpy.init(args=args)
    node = VelocitySubscriber()
    rclpy.spin(node)
    node.destroy_node()
    rclpy.shutdown()

if __name__ == '__main__':
    main()

5. 配置 setup.py 入口点（Entry Points）

为让 ros2 run 能找到这两个节点，需要修改 topic_demo_py/setup.py。

找到 entry_points 字段，修改为：

entry_points={
    'console_scripts': [
        'publisher = topic_demo_py.velocity_publisher:main',
        'subscriber = topic_demo_py.velocity_subscriber:main',
    ],
},

6. 编译及运行

回到工作空间根目录编译整个工作空间（确保接口包和功能包都已编译）：

cd ~/ros2_ws
colcon build
source install/setup.bash   # 务必 source 环境

打开两个终端（都需 source 环境）：

6.1. 终端 1 - 运行发布者

ros2 run topic_demo_py publisher

每隔 0.5 秒打印一次发布的速度值。

6.2. 终端 2：运行订阅者

ros2 run topic_demo_py subscriber

打印收到的速度值，一一对应。

7. 用命令行工具验证

7.1. 查看当前所有活跃话题

ros2 topic list

7.2. 直接打印话题上的数据

ros2 topic echo /robot_velocity

该命令是排查 Topic 是否有数据发出的第一把交椅。

7.3. 手动发送数据

ros2 topic pub /robot_velocity custom_interfaces/msg/Velocity "{linear_x: 2.5, angular_z: 1.2}"