科研向(仿真验证) ROS 学习笔记二 B：ROS 通信机制 —— 服务通信

CODE_RabbitV

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分类专栏： ROS学习笔记文章标签： python

于 2021-11-10 22:40:15 首次发布

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ROS 通信机制
ROS是进程（也称为 Nodes）的分布式框架。这些进程甚至还可分布于不同主机协同工作，所以结点之间如何通信非常重要！

基本通信机制二：服务通信(请求响应模式)

用于偶然的、对时时性有要求、有一定逻辑处理需求的数据传输场景。

要素1: 消息的客户端(Client), 要素2: 消息的服务端(Server), 要素3: 话题名称(Service), 要素4: 数据载体(srv)

ROS Master 负责保管 Server 和 Client 注册的信息，并匹配话题相同的 Server 与 Client ，帮助 Server 与 Client 建立连接，连接建立后，Client 发送请求信息，Server 返回响应信息。

服务器实现 python 代码：

#! /usr/bin/env python
"""
    服务器端实现:
        1.导包
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建服务对象
        4.回调函数处理请求并产生响应
        5.spin 函数

"""
import rospy
from srv_sum.srv import *


# 回调函数的参数是请求对象，返回值是响应对象
def doReq(req):
    sum = req.num1 + req.num2
    rospy.loginfo("num1 = %d, num2 = %d, sum = %d",req.num1, req.num2, sum)
    resp = addintsResponse(sum)  # 创建响应对象，赋值并返回
    return resp


if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("addints_server")  
    server = rospy.Service("AddInts",addints,doReq)  # 实例化服务对象
    rospy.spin()

客户端实现 python 代码：

#! /usr/bin/env python

"""
    客户端实现:
        1.导包
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建请求对象
        4.发送请求
        5.接收并处理响应

    优化:
        加入数据的动态获取
"""

import rospy
from srv_sum.srv import *
import sys

if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) != 3:  # 优化实现
        rospy.logerr("number error")
        sys.exit(1)

    rospy.init_node("addInts_client")
    client = rospy.ServiceProxy("AddInts",addints)
    client.wait_for_service()
    
    req = addintsRequest()
    req.num1 = int(sys.argv[1])  #优化
    req.num2 = int(sys.argv[2]) 

    resp = client.call(req)
    rospy.loginfo("响应结果:%d",resp.sum)

服务通信自定义 `srv`

服务消息的定义 xxx.srv: 请求部分 + 响应部分

# 客户端请求时发送的两个数字
int32 num1
int32 num2
---  
# 服务器响应发送的数据
int32 sum

编辑配置文件
package.xml 中添加编译依赖与执行依赖

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

修改 CMakeLists.txt

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs  # 需要加入 message_generation,必须有 std_msgs
  message_generation  ##
)

add_service_files(
  FILES
  xxx.srv  ##
)

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs  ##
)

编译会生成：Python 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/srv).

配置 vsc: settings.json 即可正常 import.

{
    "python.autoComplete.extraPaths": [
        "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages",
        "/xxx/yyy工作空间/devel/lib/python3/dist-packages"
    ]
}

*服务相关命令

rosservice list  		 # 列出所有活动的服务
rosservice info srv_xxx	 # 打印有关服务的信息
rosservice args srv_xxx	 # 打印服务参数
rosservice find type_xxx # 打印特定类型的服务
rosservice type srv_xxx	 # 打印服务使用的数据类型
rosservice call srv_xxx	 # 使用提供的参数调用服务


rossrv list  				# 显示所有的服务
rossrv package pkg_name  	# 显示功能包下的服务
rossrv packages  			# 使用服务的所有功能包

rossrv show srv_xxx 		# 列出服务信息

其他相关常用命令 `rosnode`:

rosnode ping /node  # 测试到节点的连接状态
rosnode list    	# 列出活动节点
rosnode info /node  # 打印节点信息
rosnode machine 	# 列出指定设备上节点
rosnode kill /node  # 杀死某个节点
rosnode cleanup 	# 清除不可连接的节点(已经死亡但是被当成活着的僵尸节点)