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ROS基礎(chǔ)(一)：ROS通訊之話題(topic)通訊

目錄

• • 一、概念
  • 二、實例
  • • 1. 小烏龜例程中的service
    • 2. 自定義service
    • 3. 創(chuàng)建服務(wù)器節(jié)點與客戶端節(jié)點(c++)
    • • server節(jié)點編寫
      • client節(jié)點編寫
      • 運行結(jié)果
    • 4. 創(chuàng)建服務(wù)器節(jié)點與客戶端節(jié)點(python)
    • • server節(jié)點編寫
      • client節(jié)點編寫
      • 運行結(jié)果
  • 三、總結(jié)

一、概念

service服務(wù)通訊機制是一種雙向同步數(shù)據(jù)傳輸模式。基于客戶端/服務(wù)器模型，兩部分通信數(shù)據(jù)類型：一個用于請求，一個用于應(yīng)答，類似web服務(wù)器。
ROS中只允許一個節(jié)點提供指定命名的服務(wù)。

與topic通訊機制的區(qū)別：

比較列表話題topic服務(wù)service

同步性	異步	同步
通信模型	發(fā)布+訂閱	客戶端+服務(wù)器端
反饋機制	無	有
緩沖區(qū)	有	無
節(jié)點關(guān)系	多對多	一(server)對多
傳輸數(shù)據(jù)格式	*.msg	*.srv
適合場景	數(shù)據(jù)傳輸	邏輯處理

二、實例

1. 小烏龜例程中的service

首先啟動第一個小烏龜：

rosrun turtlesim turtlesim_node

然后查看能夠調(diào)用的所有service：

調(diào)用其中名為/spawn的服務(wù)：

如上圖紅框部分所示，服務(wù)器返回指定生成的烏龜名字。同時，在小烏龜仿真中在指定位置出現(xiàn)第二只名為turtle7的小烏龜，如下圖所示。這烏龜可以的，還在聽音樂。

最后，我們查看該service的具體數(shù)據(jù)格式：

與我們的預(yù)期一致，—上方是client請求發(fā)出的內(nèi)容，其中包括指定新生成烏龜?shù)奈恢谩⒊颉⒚?#xff0c;—下方是server返回的內(nèi)容，string格式的烏龜名字，說明創(chuàng)建成功。

2. 自定義service

與topic話題中需要定義的message文件相似，當我們想要自定義某種服務(wù)時，需要提供對應(yīng)的srv文件來對兩個交互節(jié)點中具體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式進行約束。

這里我們創(chuàng)建一個乘法運算案例，客戶端提供兩個整數(shù)a、b，服務(wù)器端計算完成后返回乘法結(jié)果到客戶端。
將該srv文件命名為multinum.srv,該文件中的內(nèi)容如下：

float32 a float32 b --- float64 c

將該文件放在名為srv的文件夾下，將文件夾放在功能包目錄下。最終的功能包目錄如下所示：

與定義message一樣，我們同樣要修改對應(yīng)的package.xml文件和CmakeLists.txt文件的對應(yīng)部分：

package.xml文件:

<build_depend>message_generation</build_depend><exec_depend>message_runtime</exec_depend>

CmakeLists.txt文件:

第一塊：修改find_package部分，確保編譯時找到對應(yīng)文件

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTSroscpprospystd_msgsmessage_generation )

第二塊：設(shè)置srv文件

add_service_files(FILESmultinum.srv)generate_messages(DEPENDENCIESstd_msgs)

第三塊：catkin依賴部分

如果我們編寫的ros程序不打算給別人使用，這塊就無所謂。

catkin_package( ...CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime ... )

最后，在工作空間編譯，通過相關(guān)命令測試是否已經(jīng)安裝成功：
如上圖所示，我們的service服務(wù)查詢得到，沒問題。

3. 創(chuàng)建服務(wù)器節(jié)點與客戶端節(jié)點(c++)

我們利用第二小節(jié)中自定義的service格式，來設(shè)計兩個node進行service通訊。主要功能是client隨機生成兩個數(shù)字傳遞給service，然后service計算完成之后，將結(jié)果回傳給client。具體的代碼如下所示

server節(jié)點編寫

#include <ros/ros.h> #include <learn_service/multinum.h>bool multi_callback(learn_service::multinum::Request &req, learn_service::multinum::Response &res){res.c = req.a * req.b;ROS_INFO("computing result is %f", res.c);return true; }int main(int argc, char **argv){ros::init(argc, argv, "multi_server");ros::NodeHandle nh;ros::ServiceServer server = nh.advertiseService("multi_two_num",multi_callback);ROS_INFO("waiting two numbers...");ros::spin();return 0; }

client節(jié)點編寫

#include <ros/ros.h> #include <learn_service/multinum.h> #include<cstdlib> #include <time.h> int main(int argc, char **argv){srand(int(time(0)));double a = rand()/(double(RAND_MAX)/100);double b = rand()/(double(RAND_MAX)/100);ros::init(argc, argv, "multi_client");ros::NodeHandle nh;ros::ServiceClient client = nh.serviceClient<learn_service::multinum>("multi_two_num");learn_service::multinum srv;srv.request.a = a;srv.request.b = b;if (client.call(srv)){ROS_INFO("%f * %f = %f", a, b, srv.response.c);}else{ROS_ERROR("Failed to call service");}return 0; }

運行結(jié)果

首先我們將服務(wù)器節(jié)點開啟，然后需要計算的時候調(diào)用client節(jié)點，服務(wù)器計算好結(jié)果之后回傳給client。具體效果如下所示：

4. 創(chuàng)建服務(wù)器節(jié)點與客戶端節(jié)點(python)

同樣的東西，我們用python再實現(xiàn)一次。

server節(jié)點編寫

#!/usr/bin/env python # coding:utf-8import rospy from learn_service.srv import *def callback_func(req):answer = req.a*req.brospy.loginfo("result is %f", answer)return multinumResponse(answer)def server():rospy.init_node("python_server")s = rospy.Service("multi_2num",multinum,callback_func)rospy.loginfo("Waiting 2 numbers...")rospy.spin()if __name__=="__main__":server()

重點：

啟動服務(wù)的函數(shù)接口：rospy.Service("service名", srv數(shù)據(jù)類型, 回調(diào)函數(shù))

回調(diào)函數(shù)中傳入的是請求request，返回的是response

返回的數(shù)據(jù)類型是自定義的，比如上例中，我們自定義的srv數(shù)據(jù)類型是multinum，那么對應(yīng)的response數(shù)據(jù)類型為multinumResponse

client節(jié)點編寫

#!/usr/bin/env python # coding:utf-8import rospy from learn_service.srv import * import randomdef client():rospy.init_node("python_client")rospy.wait_for_service("multi_2num")try:c = rospy.ServiceProxy("multi_2num",multinum)a = random.random() * 100b = random.random() * 100response = c.call(a,b)rospy.loginfo("%f * %f = %f", a, b, response.c)except rospy.ServiceException, e:rospy.logerr("service call failed: %s", e)if __name__=="__main__":client()

重點：

rospy.wait_for_service("service名稱")可以使得該client_node節(jié)點直到對應(yīng)service服務(wù)器開始工作之后，代碼才繼續(xù)往下運行

啟動client的函數(shù)接口：rospy.ServiceProxy("service名稱",自定義srv數(shù)據(jù)類型)

向服務(wù)器發(fā)送請求使用2步驟中返回類的call函數(shù)：response = client.call(srv中request相關(guān)數(shù)據(jù))，call函數(shù)的參數(shù)為request的具體參數(shù)，本例中就是要乘的a,b兩數(shù)；或者為對應(yīng)的request數(shù)據(jù)格式，本例為multinumRequest(a,b)

運行結(jié)果

如下所示，跟預(yù)期一致，沒有問題。

三、總結(jié)

到此，我們用兩章的內(nèi)容，基本涵蓋ros通訊中的兩大最常用的方式。ros還有一種action通訊方式，平時基本用不到。所以接下來教程也不會涉及到這部分內(nèi)容。

下一章，我們來一起探索ros中的tf坐標變換。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ROS基础(二)：ros通讯之服务(service)机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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