0 專欄介紹

本專欄旨在通過對(duì)ROS2的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，掌握ROS2底層基本分布式原理，并具有機(jī)器人建模和應(yīng)用ROS2進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)和調(diào)試的工程能力。

??詳情：《ROS2從入門到精通》

1 服務(wù)通信模型

服務(wù)是 ROS 圖中節(jié)點(diǎn)之間的另一種通信方法。服務(wù)基于服務(wù)器-客戶端模型，不同于話題的發(fā)布者-訂閱者模型。話題允許節(jié)點(diǎn)訂閱數(shù)據(jù)流并獲取持續(xù)更新，而服務(wù)只在客戶端特別調(diào)用時(shí)才提供數(shù)據(jù)。二者更詳細(xì)的對(duì)比請(qǐng)參考第5節(jié)

2 服務(wù)模型實(shí)現(xiàn)(C++)

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：客戶端提交請(qǐng)求給turtlesim功能包的/spawn服務(wù)，在界面上生成新的烏龜。

• 服務(wù)器

  本實(shí)驗(yàn)中無需編程,為turtlesim::Spawn定義的/spwan服務(wù)

• 客戶端

  void OnResultCallBack(rclcpp::Client<turtlesim::srv::Spawn>::SharedFuture result) {
      auto response = result.get();
      RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Request service successfully! [turtle id: %s]", response->name.c_str());
  }
  
  void request() {
      auto spawn = std::make_shared<turtlesim::srv::Spawn::Request>();          
      spawn->name = "winter_turtle";
      spawn->x = 1.0;
      spawn->y = 1.0;
      spawn->theta = 1.57;
  
      while (!client_->wait_for_service(std::chrono::seconds(1))) {                                                   
          if (!rclcpp::ok()) {
              RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Interrupted while waiting for the service. Exiting.");
              return;
          }
          RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "service not available, waiting again...");
      }
  
      auto result = client_->async_send_request(spawn, std::bind(&ClientNode::OnResultCallBack, this, std::placeholders::_1));
  }
  

服務(wù)通信的效果如下所示：

3 服務(wù)模型實(shí)現(xiàn)(Python)

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：客戶端提交請(qǐng)求給turtlesim功能包的/spawn服務(wù)，在界面上生成新的烏龜。

• 服務(wù)器

  本實(shí)驗(yàn)中無需編程,為turtlesim::Spawn定義的/spwan服務(wù)

• 客戶端

  class ClientNode(Node):
      def __init__(self, name):
          super().__init__(name)
          self.client = self.create_client(Spawn, '/spawn') 
  
          while not self.client.wait_for_service(timeout_sec=1.0):
              self.get_logger().info('service not available, waiting again...') 
          self.request = Spawn.Request()
                      
      def sendRequest(self):
          self.request.name = "winter_turtle"
          self.request.x = 1.0
          self.request.y = 1.0
          self.request.theta = 1.57
          self.future = self.client.call_async(self.request)
  

服務(wù)通信的效果如下所示：

4 自定義服務(wù)

自定義服務(wù)的通用流程如下：

• 功能包下新建srv文件夾，在其中添加自定義服務(wù)xxx.srv,注意請(qǐng)求和響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用---分割
• 功能包package.xml中添加編譯依賴與執(zhí)行依賴

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

• 功能包CMakeLists.txt中添加編譯消息相關(guān)依賴

  find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)
  rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
  	"xxx.srv"
  	DEPENDENCIES xxx_srvs
  )
  
  ament_export_dependencies(rosidl_default_runtime)
  

• 編譯自定義消息，在install/<pkg_name>/include中生成由xxx.srv編譯的C++可識(shí)別的xxx.hpp頭文件
• 引入xxx.hpp即可調(diào)用自定義服務(wù)

下面給出一個(gè)實(shí)例

添加如下自定義服務(wù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)加法服務(wù)，并按上面步驟配置依賴

# client
int32 a
int32 b
---
# server
int32 sum

定義一個(gè)服務(wù)器、一個(gè)客戶端，限于篇幅只貼出部分代碼，完整代碼見文末。

• 服務(wù)器

  class ServerNode : public rclcpp::Node
  {
      public:
          ServerNode() : Node("lab_srv_server_own") {
              server_ = create_service<own_srv_lab::srv::Add>(
                  "/add_service",
                  std::bind(&ServerNode::OnAddSrvCallBack, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2)
              ); 
          }
  
      private:
          rclcpp::Service<own_srv_lab::srv::Add>::SharedPtr server_;
  
          void OnAddSrvCallBack(
              const std::shared_ptr<own_srv_lab::srv::Add::Request> request, 
              std::shared_ptr<own_srv_lab::srv::Add::Response> response
          ) {
              response->sum = request->a + request->b;
              RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Incoming request\na: %d" " b: %d", request->a, request->b);
              RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "sending back response: [%d]", response->sum);
          }
  };
  

• 客戶端

  ClientNode() : Node("lab_srv_client_own") {
      client_ = create_client<own_srv_lab::srv::Add>("/add_service"); 
  }
  
  void request(int a, int b) {
      auto add_srv = std::make_shared<own_srv_lab::srv::Add::Request>();
      add_srv->a = a;          
      add_srv->b = b;
  
      while (!client_->wait_for_service(std::chrono::seconds(1))) {                                                   
          if (!rclcpp::ok()) {
              RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Interrupted while waiting for the service. Exiting.");
              return;
          }
          RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "service not available, waiting again...");
      }
  
      auto result = client_->async_send_request(add_srv, std::bind(&ClientNode::OnResultCallBack, this, std::placeholders::_1));
  }
  

服務(wù)通信效果如下所示：

5 話題、服務(wù)通信的異同

完整代碼通過下方博主名片聯(lián)系獲取

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