【手把手做ROS2机器人系统开发五】使用C++实现编写简单的服务器和客户端

原创已于 2023-04-25 12:15:21 修改 · 1.8k 阅读

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#ROS2服务器 #ROS2客户端 #ROS2 #SCAR机器人 #AGV小车

于 2023-04-25 12:14:30 首次发布

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该文详细介绍了如何在ROS2环境下使用C++编写服务器和客户端程序，包括创建软件包、编译、配置、服务器端和客户端代码实现，以及程序测试的过程。服务器端实现两个数相加的服务，客户端则向服务器发送请求并接收响应。

使用C++实现编写简单的服务器和客户端

上一讲我们讲解了如何编写一个发布者和订阅者程序。本章节继续讲解程序模板，如何编写一个服务器和客户端程序。对于后续的实战开发，前期的理论教学还是少不了，请大家多多阅读。

一、程序编写

1、创建软件包

继续将软件包创建src目录下，方便统一存放和管理。

ros2 pkg create --build-type ament_cmake cpp_srvcli --dependencies rclcpp example_interfaces

2、编译软件包

回到上级目录进行编译工作，注意路径。

colcon build --packages-select cpp_srvcli

3、软件配置

软件编程环境配置，参考上一章节

【手把手做ROS2机器人系统开发三】搭建vscode编程环境

【手把手做ROS2机器人系统开发四】使用C++实现编写简单的发布者和订阅者

4、服务器程序编写

服务器代码路径：

src/cpp_srvcli/src/add_two_ints_server.cpp

实现两个数相加基本运算服务

/**
 * @file add_two_ints_server.cpp
 * @author gmotion (motion_gui@126.com)
 * @brief 发布服务器节点
 * @version 0.1
 * @date 2022-06-10
 * @copyright Copyright (c) 2022
 */

#include <memory>       //内存管理
#include <string>       //字符串

#include <rclcpp/rclcpp.hpp>
//这里使用示例中的接口，后续章节会重点讲解如何自定义专用接口
#include <example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp>

//添加服务信息
void add(const std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request>reques,
        std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Response>response)
{
    response->sum = reques->a + reques->b;
    RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"),"Incoming request\n a:%ld " "b: %ld",
    reques->a,reques->b);
    RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"),"sending back response: [%ld] ",
    (long int)response->sum);
}

//主运行程序
int main(int argc,char * argv[])
{
    rclcpp::init(argc,argv);
    //创建服务名称节点
    std::shared_ptr<rclcpp::Node>node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_server");
    //创建服务函数
    rclcpp::Service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr service=
    node->create_service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints",&add);

    RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"),"Ready to add two ints.");
    rclcpp::spin(node);
    rclcpp::shutdown();
    return 0;
}

5、客户端程序编写

客户端代码路径：

src/cpp_srvcli/src/add_two_ints_client.cpp

实现请求服务器调用计算，测试服务器是否正确运行

/**
 * @file add_two_ints_client.cpp
 * @author gmotion (motion_gui@126.com)
 * @brief 客户端-请求服务器计算
 * @version 0.1
 * @date 2022-06-10
 * @copyright Copyright (c) 2022
 */

#include <chrono>       //处理时间类
#include <cstdlib>      //标准函数库
#include <memory>       //内存管理

#include <rclcpp/rclcpp.hpp>
#include <example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp>

using namespace std::chrono_literals;

//主程序函数
int main(int argc,char * argv[])
{
    rclcpp::init(argc,argv);

    //参数数量发生错误
    //传入两个计算对应的数值-用于请求服务器及计算
    if(argc !=3)
    {
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"),"usage: add_two_ints_client X Y");
        return 1;
    }

    //建立node节点
    std::shared_ptr<rclcpp::Node>node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_client");

    //建立客户端
    rclcpp::Client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr client =
    node->create_client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints");

    //建立请求发送参数
    auto request = std::make_shared<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request>();
    request->a = atoll(argv[1]);
    request->b = atoll(argv[2]);

    //等待服务
    while (!client->wait_for_service(1s))
    {
        if (!rclcpp::ok())
        {
            RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"),"service no avaiable,wait again...");
        }
    }
    
    //发送运行请求
    auto result = client->async_send_request(request);
    //等待运行结果
    if(rclcpp::spin_until_future_complete(node,result) == rclcpp::FutureReturnCode::SUCCESS)
    {
        RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"),"Sum: %ld",result.get()->sum);
    }
    else
    {
        RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"),"Failed to call service add_two_ints");
    }

    rclcpp::shutdown();
    return 0;
}

6、软件包设置

src/cpp_srvcli/package.xml

<?xml version="1.0"?>
<?xml-model href="http://download.ros.org/schema/package_format3.xsd" schematypens="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"?>
<package format="3">
  <name>cpp_srvcli</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>C++ client server tutorial</description>
  <maintainer email="motion_gui@126.com">gmotion</maintainer>
  <license>Apache License 2.0</license>

  <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>

  <depend>rclcpp</depend>
  <depend>example_interfaces</depend>

  <test_depend>ament_lint_auto</test_depend>
  <test_depend>ament_lint_common</test_depend>

  <export>
    <build_type>ament_cmake</build_type>
  </export>
</package>

7、设置编译选项

src/cpp_srvcli/CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(cpp_pubsub)

# Default to C99
if(NOT CMAKE_C_STANDARD)
  set(CMAKE_C_STANDARD 99)
endif()

# Default to C++14
if(NOT CMAKE_CXX_STANDARD)
  set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
endif()


if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
  add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

# find dependencies
find_package(ament_cmake REQUIRED)
# uncomment the following section in order to fill in
# further dependencies manually.
# find_package(<dependency> REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)


add_executable(talker src/publisher_member_function.cpp)
ament_target_dependencies(talker rclcpp std_msgs)

add_executable(listener src/subscriber_member_function.cpp)
ament_target_dependencies(listener rclcpp std_msgs)

install(TARGETS
  talker
  listener
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})


if(BUILD_TESTING)
  find_package(ament_lint_auto REQUIRED)
  # the following line skips the linter which checks for copyrights
  # comment the line when a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_copyright_FOUND TRUE)
  # the following line skips cpplint (only works in a git repo)
  # comment the line when this package is in a git repo and when
  # a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_cpplint_FOUND TRUE)
  ament_lint_auto_find_test_dependencies()
endif()

ament_package()

二、程序测试

1、编译程序

单一软件包指定编译

colcon build --packages-select cpp_srvcli

2、开启节点测试运行

服务器终端：

. install/setup.bash
ros2 run cpp_srvcli server

客户端终端：

. install/setup.bash
ros2 run cpp_srvcli client 12 10

3、执行效果展示

程序准确执行，达到预期结果。本节实现一个简单的服务器节点和一个客户端节点。更多精彩内容，欢迎订阅，敬请阅读下一章内容。谢谢大家的阅读。。。