【ROS2】Beginner: CLI tools - 理解 ROS 2 服务

理解 ROS 2 服务

目标：了解 ROS 2 中服务的工作原理，以及如何使用命令行工具与服务交互。
难度级别：初学者
预计时间：15 分钟

目录

• 背景
• 前提条件
• 任务
  1. 设置
  2. ros2 service list
  3. ros2 service type
  4. ros2 service find
  5. ros2 interface show
  6. ros2 service call
• 总结

背景

服务是 ROS 2 中另一种节点间通信的方式。服务基于请求-响应模型，而不是话题的发布-订阅模型。虽然话题允许节点持续交换消息，但服务只在客户端专门调用时才提供数据。

前提条件

前几篇教程介绍了节点和话题，本教程将在此基础上进行。

和往常一样，不要忘记在每个新打开的终端中执行 ROS 2 的 setup 文件。

任务

1. 设置

启动 turtlesim 以查看服务的实际应用：

打开一个新终端并运行：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打开另一个终端并运行：

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

2. ros2 service list

要查看当前系统中所有活跃的服务，运行命令：

ros2 service list

这将返回类似以下内容的服务列表：

/clear
/kill
/reset
/spawn
/teleop_turtle/describe_parameters
/teleop_turtle/get_parameter_types
/teleop_turtle/get_parameters
/teleop_turtle/list_parameters
/teleop_turtle/set_parameters
/teleop_turtle/set_parameters_atomically
/turtle1/set_pen
/turtle1/teleport_absolute
/turtle1/teleport_relative
/turtlesim/describe_parameters
/turtlesim/get_parameter_types
/turtlesim/get_parameters
/turtlesim/list_parameters
/turtlesim/set_parameters
/turtlesim/set_parameters_atomically

你会注意到每个节点（/teleop_turtle、/turtle1、/turtlesim）都有与其相关的服务，以及一些独立的服务如 /clear、/kill 等。

服务名称的命名约定与话题类似：以节点名称为前缀，如 /turtle1/set_pen。

3. ros2 service type

服务有类型，就像话题有类型一样。服务类型描述了请求和响应的数据结构。

要查找服务的类型，使用命令：

ros2 service type <service_name>

让我们查看 /clear 服务的类型。在新终端中输入：

ros2 service type /clear

返回结果：

std_srvs/srv/Empty

Empty 类型意味着服务调用不发送或接收任何数据——它只是触发一个事件（在本例中是清除 turtlesim 窗口）。

4. ros2 service find

你也可以按类型查找服务。使用命令：

ros2 service find <type_name>

例如，查找所有类型为 std_srvs/srv/Empty 的服务：

ros2 service find std_srvs/srv/Empty

返回结果：

/clear
/reset

这意味着 /clear 和 /reset 服务都不使用任何数据，只触发事件。

5. ros2 interface show

服务类型决定了请求和响应的数据结构。要了解特定服务类型的结构，使用命令：

ros2 interface show <type_name>

让我们检查一下 /spawn 服务的类型。首先，找出它的类型：

ros2 service type /spawn

返回结果：

turtlesim/srv/Spawn

现在查看该类型的结构：

ros2 interface show turtlesim/srv/Spawn

返回结果：

float32 x
float32 y
float32 theta
string name # 可选，如未提供则自动生成
---
string name

--- 上方的部分是请求的数据结构，下方是响应的数据结构。

/spawn 服务需要 x、y 坐标和 theta（旋转角度）来放置新乌龟。你可以选择给乌龟命名；如果不命名，会自动生成一个名字。响应将包含新乌龟的名称。

6. ros2 service call

要从命令行调用服务，使用命令：

ros2 service call <service_name> <service_type> <arguments>

<arguments> 是符合服务类型结构的请求数据，以 YAML 格式提供。

让我们调用 /spawn 服务在 turtlesim 窗口中创建一只新乌龟。

基于上一节中 turtlesim/srv/Spawn 的结构，我们需要提供 x、y、theta 和可选的 name。

在新终端中输入：

ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2.0, y: 2.0, theta: 0.0, name: 'turtle2'}"

你应该会在 turtlesim 窗口中看到一只新乌龟出现在 (2, 2) 位置。

终端会返回服务响应：

requester: making request: turtlesim.srv.Spawn_Request(x=2.0, y=2.0, theta=0.0, name='turtle2')

response:
turtlesim.srv.Spawn_Response(name='turtle2')

如果不指定 name 参数，例如：

ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 5.0, y: 5.0, theta: 0.0}"

响应将包含系统生成的名称，如 turtle3。

现在尝试调用 /clear 服务。我们知道它的类型是 std_srvs/srv/Empty，这意味着它不需要任何参数：

ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty

turtlesim 窗口中的轨迹将被清除。

总结

服务是节点间另一种通信方式，基于请求-响应模型，适用于不需要持续数据流的场景。

在本教程中，你学习了如何使用命令行工具列出服务、查看服务类型、查找特定类型的服务、检查服务类型的结构，以及调用服务。

下一步

接下来，你将通过《理解参数》教程学习 ROS 2 中另一种重要的通信机制。