ROS学习(十三)—— 编写简单的Service和Client (C++)

本文详细介绍如何在ROS中创建和使用Service进行节点间通信。通过创建Server和Client节点,实现两个整数相加的功能,深入理解ROS Service的工作原理。

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一、编写Service节点

1、节点功能:

  我们将创建一个简单的service节点("add_two_ints_server"),该节点将接收到两个整形数字,并返回它们的和。

 

2、beginner_tutorials包中创建src/add_two_ints_server.cpp文件  且编写代码

cd ~/catkin_ws/src/beginner_tutorials

 

#include "ros/ros.h"
#include "beginner_tutorials/AddTwoInts.h"   //  beginner_tutorials/AddTwoInts.h是由编译系统自动根据我们先前创建的srv文件生成的对应该srv文件的头文件。 

/* 这个函数提供两个int值求和的服务,int值从request里面获取,而返回数据装入response内,这些数据类型都定义在srv文件内部,函数返回一个boolean值。 */
bool add(beginner_tutorials::AddTwoInts::Request  &req,
         beginner_tutorials::AddTwoInts::Response &res)
{
  res.sum = req.a + req.b;
  ROS_INFO("request: x=%ld, y=%ld", (long int)req.a, (long int)req.b);
  ROS_INFO("sending back response: [%ld]", (long int)res.sum);
  return true;
}

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "add_two_ints_server");
  ros::NodeHandle n;

  ros::ServiceServer service = n.advertiseService("add_two_ints", add);
  ROS_INFO("Ready to add two ints.");
  ros::spin();

  return 0;
}

 

 

二、编写Client节点

1、在beginner_tutorials包中创建src/add_two_ints_client.cpp文件  ,幷编写代码

#include "ros/ros.h"
#include "beginner_tutorials/AddTwoInts.h"
#include <cstdlib>

int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "add_two_ints_client");
  
  if (argc != 3)
  {
    ROS_INFO("usage: add_two_ints_client X Y");
    return 1;
  }

  ros::NodeHandle n;
  ros::ServiceClient client = n.serviceClient<beginner_tutorials::AddTwoInts>("add_two_ints");

  beginner_tutorials::AddTwoInts srv;
  srv.request.a = atoll(argv[1]);
  srv.request.b = atoll(argv[2]);

  if (client.call(srv))
  {
    ROS_INFO("Sum: %ld", (long int)srv.response.sum);
  }
  else
  {
    ROS_ERROR("Failed to call service add_two_ints");
    return 1;
  }

  return 0;
}

 

 

三、编译节点

1、编辑beginner_tutorials 中的CMakeLists.txt文件,末尾加入

add_executable(add_two_ints_server src/add_two_ints_server.cpp)
target_link_libraries(add_two_ints_server ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(add_two_ints_server beginner_tutorials_gencpp)

add_executable(add_two_ints_client src/add_two_ints_client.cpp)
target_link_libraries(add_two_ints_client ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(add_two_ints_client beginner_tutorials_gencpp)

 

      这段代码将生成两个可执行程序"add_two_ints_server""add_two_ints_client",这两个可执行程序默认被放在你的devel space下的包目录下,默认为~/catkin_ws/devel/lib/share/<package name>。你可以直接调用可执行程序,或者使用rosrun命令去调用它们

 

2、编译

# In your catkin workspace
cd ~/catkin_ws
catkin_make

 

 

四、测试

1、运行Sevice

$ rosrun beginner_tutorials add_two_ints_server     (C++)

# 你将会看到如下类似的信息: 
Ready to add two ints.

 

 

2、运行Client

$ rosrun beginner_tutorials add_two_ints_client 1 3     (C++)

你将会看到如下类似的信息: 
request: x=1, y=3
sending back response: [4]
现在,你已经成功地运行了你的第一个Service和Client程序

 

### 创建用于三个数运算的服务 为了在ROS 2中创建一个能够处理三个数值运算的服务,需遵循一系列特定步骤。此过程不仅涉及服务本身的构建,还包括客户端服务端程序的设计。 #### 定义自定义服务类型 首先,在`ros2_ws/src/your_package_name/srv`目录下新建名为`ThreeInts.srv`的文件,该文件用来描述请求响应的数据结构: ``` int64 a int64 b int64 c --- int64 sum ``` 上述内容表示客户端向服务器发送三个整型参数a、b、c;作为回应,服务器返回计算后的总sum[^2]。 #### 构建功能包并添加依赖项 按照常规流程创建一个新的ROS 2工作空间及功能包之后,编辑`package.xml`以加入必要的依赖关系,比如`rclcpp`, `example_interfaces`(如果打算利用预设接口的话),还有新创建的服务类型。接着修改`CMakeLists.txt`确保编译器知道如何处理`.srv`文件以及链接外部库(如果有)[^1]。 #### 编写服务端代码 下面展示了一个基于C++编写的服务端实例,它实现了接收来自客户端的三个整数输入并将它们相加以得到结果的功能。 ```cpp #include "rclcpp/rclcpp.hpp" #include "your_package_name/srv/three_ints.hpp" void handle_request( const std::shared_ptr<rmw_request_id_t> request_header, const std::shared_ptr<your_package_name::srv::ThreeInts::Request> request, std::shared_ptr<your_package_name::srv::ThreeInts::Response> response) { (void)request_header; RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("three_ints_server"), "Incoming request\na: %ld" " b: %ld" " c: %ld", request->a, request->b, request->c); response->sum = request->a + request->b + request->c; // 计算三个数之 RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("three_ints_server"), "sending back response: [%ld]", (long int)(response->sum)); } int main(int argc, char **argv) { rclcpp::init(argc, argv); auto node = rclcpp::Node::make_shared("three_ints_service"); using ServiceT = your_package_name::srv::ThreeInts; auto service = node->create_service<ServiceT>("add_three_ints", &handle_request); RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Ready to add three ints."); rclcpp::spin(node); rclcpp::shutdown(); } ``` 这段代码展示了怎样设置回调函数来处理收到的请求,并通过日志记录工具打印出接收到的信息及其对应的响应值。 #### 实现客户端逻辑 对于想要发起此类请求的应用来说,则需要相应的客户端代码如下所示: ```cpp #include "rclcpp/rclcpp.hpp" #include "your_package_name/srv/three_ints.hpp" using namespace std::chrono_literals; class ThreeIntsClient : public rclcpp::Node { public: explicit ThreeIntsClient() : Node("three_ints_client") { client_ = this->create_client<your_package_name::srv::ThreeInts>("add_three_ints"); while (!client_->wait_for_service(1s)) { if (!rclcpp::ok()) { RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Interrupted while waiting for the service. Exiting."); return; } RCLCPP_WARN(this->get_logger(), "Service not available, waiting again..."); } auto request = std::make_shared<your_package_name::srv::ThreeInts::Request>(); request->a = 10L; request->b = 20L; request->c = 30L; auto result_future = client_->async_send_request(request); try { auto result = result_future.get(); RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Result of adding three integers: %ld", result->sum); } catch (...) { RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Failed to call service add_three_ints"); } } private: rclcpp::Client<your_package_name::srv::ThreeInts>::SharedPtr client_; }; int main(int argc, char *argv[]) { rclcpp::init(argc, argv); rclcpp::spin(std::make_shared<ThreeIntsClient>()); rclcpp::shutdown(); return 0; } ``` 这里构造了一个简单的客户端类,负责初始化连接至指定名称的服务节点,并尝试调用带有具体参数值的方法。一旦获得应答即刻显示最终累加的结果。
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