ROS actionlib-----简介

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本文深入介绍了ROS中的ActionLib，一种支持长时间运行任务的机制。它不仅涵盖了ActionLib的基本原理，还详细解析了ActionClient和ActionServer的工作机制及状态转换过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1 引入背景

actionlib是ROS中一个很重要的功能包集合，尽管在ROS中已经提供了srevice机制来满足请求-响应式的使用场景，但是加入某个请求执行时间很长，在此期间用户想查看执行的进度或者取消这个请求的话，service机制就不能满足了，但是actionlib可满足用户这种需求。

2 actionlib工作机制

actionlib使用client-server工作模式，ActionClient 和ActionServer通过"ROS Action Protocol"进行通信，"ROS Action Protocol"以ROS消息方式进行传输。此外ActionClient 和ActionServer给用户提供了一些简单的接口，用户使用这些接口可以完成goal请求（client边）和goal执行（server边）。

ActionClient 和ActionServer的应用场景中通讯机制大致如下图所示：

3 ROS Action Protocol

ActionClient 和ActionServer之间使用action protocol通信，action protocol就是预定义的一组ROS message，这些message被放到ROS topic上在 ActionClient 和ActionServer之间进行传实现二者的沟通。

3.1 Goal IDs

goal ID是action message中一个字符串字段，这使得ActionClient 和ActionServer之间传输的message与Goal完全对应起来不会导致通信失配错误。goal ID通常由node name，counter和timestamp组成。

3.2 Message

3.2.1 goal topic: Sending Goals

goal topic使用自动创建的ActionGoal message (example: actionlib/TestActionGoal), goal topic被用于向action server发送新的goal。 ActionGoal message封装了一条goal message并包含Goal ID。

当acttion client发送goal时候将创建独一无二的goal ID和时间戳。但是也允许留空它们，这时action server将填充它们：

Empty stamp: action server收到这个时候，时间戳将设置为now()
Empty id: action server收到这个时候，ID自动随机创建。不过这个ID由于action client无法知道其对应的goal，所以意义不大。

3.2.2 cancel topic: Cancelling Goals

cancel topic使用消息 actionlib_msgs/GoalID , 每个cancel message都有一个时间戳和goal ID，基于这些字段信息对应goal将会被取消。

3.2.3 status topic: Server 端goal状态更新

status topic使用消息 actionlib_msgs/GoalStatusArray, 通知action clients有关 server goal status信息。 action server将会以固定速率发送该消息(一般是10 Hz)。

action server将一直跟踪actionclient请求的每一个目标，知道目标状态为完成。但是为了提高通信可靠性，通常在目标状态变为完成后几分钟，server才发送完成状态。

3.2.4 feedback topic: Asynchronous goal information

feedback topic使用自动创建的ActionFeedback消息, 在处理goal过程中server周期性通知client状态。因为ActionFeedback也有一个 goal ID, 所以action client 能决定是否丢弃收到的feedback messages，发送feedback message非强制是可选的。

3.2.5 result topic: Goal information upon completion

result topic使用自动生成的ActionResult message (如actionlib/TestActionResult), 通过它server端实现者可以发送goal完成结果给client。 ActionResult也有一个 goal ID, 所以action client 能决定是否丢弃收到的result messages。虽然result可以是empty message, 但在goal完成后是强制要求必须发送的。因此，当server端goal状态机过渡到完成状态 (Rejected, Recalled, Preempted, Aborted, Succeeded)时，result message必须发送出去。

4 action server和action client状态机