上一篇文章讲的话题通信是基于订阅/发布机制的，无论有没有订阅者，发布者都会周期发布数据，这种模式适合持续数据的收发，比如传感器数据。机器人系统中还有另外一些配置性质的数据，并不需要周期处理，此时就要用到另外一种ROS通信方式——服务（Service）。服务是基于客户端/服务器模型的通信机制，服务器端只在接收到客户端请求时才会提供反馈数据。
服务有着以下特点:
-
同一个服务（名称相同）有且只能有一个节点来提供
-
同一个服务可以被多个客户端调用(可以一对一也可一对多)
下面, 我们将从一个实例出发, 手把手写一段服务程序
案例描述来看一个案例: (以下均使用-er表示名词, 虽然没有这个词)
- 有一些穷人Poorer和一个发放免费汉堡的爱心机构Organization.
- Organization总共有一定数量的汉堡.
- Poorer可以为家人代领汉堡, 家里有n个人, 就可以领取2n个汉堡.
- 当然, 还有一些有钱人Richer想蹭吃蹭喝, Organization不会给这些人发放食物
- 当汉堡发完了, Organization发出通知, 不再发放.
以上案例实际上就实现了一个服务, Organization为服务端, Poorer和Richer为客户端
自定义服务接口上一篇文章我们自定义了话题接口, 服务与话题不同, 服务是双向的, 所以要定义来回两个数据类型
编辑.srv文件cd到工作空间的/src文件夹下, 新建接口包
cd ros2_ws/src ros2 pkg create service_interfaces --build-type ament_cmake
cd进入service_interfaces文件夹, 新建Organization.srv文件(首字母要求大写)
mkdir srv touch srv/Organization.srv
编辑Organization.srv
来回两个数据中间用---分隔开
# 是穷人还是富人 string status # 家里的人数 uint32 num_of_people --- # 是否发出成功 bool success # 发出的汉堡数量 uint32 num_of_hamburger修改Cmakelist.txt
注意:rosidl_generate_interfaces()必须在 ament_package()前
# 添加依赖
find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)
# 声明srv文件所属的工程名字, 文件位置, 依赖DEPENDENCIES
find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)
rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
"srv/Calculate.srv"
DEPENDENCIES
)
修改package.xml
编译并刷新环境变量rosidl_default_generators rosidl_default_runtime rosidl_interface_packages
colcon build --packages-select service_interfaces source ~/.bashrc详细查看接口
要想详细查看接口, 可以使用ros2 interface命令, 前面的博客已经讲过, 不再赘述
服务程序实现下面来编写这段程序
新建工作空间mkdir -p ros2_ws/src cd ros2_ws/src
mkdir -p: 递归创建目录,即使上级目录不存在,会按目录层级自动创建目录
新建功能包ros2 pkg create poor_and_organization --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp service_interfaces
使用ament_cmake作为编译类型, 并使用依赖rclcpp和前文定义的service_interfaces接口包
在ros2_ws/src/poor_and_organization/src下创建Poor.cpp和Organization.cpp
编写服务端节点直接献出程序, 每句都有注释, 看不懂你打我
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "service_interfaces/srv/calculate.hpp"
using std::placeholders::_1;
using std::placeholders::_2;
//创建一个类节点，名字叫做Organization,继承自Node.
class Organization : public rclcpp::Node
{
public:
// 初始化汉堡总数NumOfAll为100
Organization() : Node("Organization"), NumOfAll(100)
{
// 热心组织的自我介绍
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "大家好, 我们是热心组织, 我们只给poorer发汉堡.");
// 实例化回调组, 作用为避免死锁(请自行百度ROS2死锁)
callback_group_organization = this->create_callback_group(rclcpp::CallbackGroupType::MutuallyExclusive);
// 实例化发汉堡的的服务
Organization_Server = this->create_service("Calculate",
std::bind(&Organization::organization_callback,this,_1,_2),
rmw_qos_profile_services_default,
callback_group_organization);
}
private:
// 剩余汉堡总数
size_t NumOfAll;
// 声明一个服务回调组
rclcpp::CallbackGroup::SharedPtr callback_group_organization;
// 声明一个服务端
rclcpp::Service::SharedPtr Organization_Server;
// 声明一个回调函数，当收到要汉堡请求时调用该函数
void organization_callback(const service_interfaces::srv::Calculate::Request::SharedPtr request,
const service_interfaces::srv::Calculate::Response::SharedPtr response)
{
// 首先判断是不是穷人
if(request->status == "Poorer")
{
// 打印Poorer家的人数
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "收到一个来自%s的请求，他家有%d个人.", request->status.c_str(), request->num_of_people);
// 计算应给汉堡数量，每人两个
unsigned int NumOfRequired = request->num_of_people*2;
// 检查剩余汉堡够不够分
if(NumOfRequired > NumOfAll)
{
// 不够分了, 返回false
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "当前汉堡库里只剩%d个汉堡啦! 已经不够分了, 请明日再来.", NumOfRequired);
response->success = false;
}
else
{
// 够分, 更新剩余汉堡数量
NumOfAll -= NumOfRequired;
// 返回给几个汉堡
response->num_of_hamburger = NumOfRequired;
// 成功送出, 返回true
response->success = true;
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "成功送出%d个汉堡~ 还剩余%d个汉堡", NumOfRequired, NumOfAll);
}
}
else
{
// 富人不给汉堡, 同样返回false, 同时返回送出汉堡数量为0
response->success = false;
response->num_of_hamburger = 0;
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "收到一个非法请求，这人是个%s, 不满足送汉堡资格.", request->status.c_str());
}
}
};
int main(int argc, char **argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
auto node = std::make_shared();
// 把节点的执行器变成多线程执行器, 避免死锁
rclcpp::executors::MultiThreadedExecutor exector;
exector.add_node(node);
exector.spin();
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
编写客户端Poor节点
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "service_interfaces/srv/calculate.hpp"
using namespace std::chrono_literals;
using std::placeholders::_1;
//创建一个类节点，名字叫做Poorer,继承自Node.
class Poorer : public rclcpp::Node
{
public:
// 构造函数
Poorer() : Node("Poorer")
{
// 打印一句自我介绍
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "我是一个来领汉堡的人.");
// 实例化客户端, 指明客户端的接口类型，同时指定要请求的服务的名称Calculate.
Poorer_Client = this->create_client("Calculate");
}
int take_hamburger(int argc, char **argv)
{
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "现在去领取汉堡");
//构造请求
auto request = std::make_shared();
//等待服务端上线
while (!Poorer_Client->wait_for_service(1s))
{
//等待时检测rclcpp的状态
if (!rclcpp::ok())
{
// 检测到Ctrl+C直接退出
RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "等待被打断, 不等了");
rclcpp::shutdown();
return 1;
}
// 否则一直等
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "等待热心组织开门");
}
// 输入参数格式错误的时候报错并退出程序
if (argc != 3)
{
RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "输入格式错误, 格式为: 什么人 几口人. 例如: ros2 run poor_and_organization Poor_node Poorer 3");
rclcpp::shutdown();
return 1;
}
else
{
// 格式正确, 获取参数, 放入request中
request->status = argv[1];
request->num_of_people = atoi(argv[2]);
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "我是%s, 我家有%d个人", request->status.c_str(), request->num_of_people);
}
//发送异步请求，然后等待返回，返回时调用回调函数
Poorer_Client->async_send_request(request, std::bind(&Poorer::poorer_callback, this, _1));
return 0;
}
private:
// 创建一个客户端
rclcpp::Client::SharedPtr Poorer_Client;
// 创建接收到小说的回调函数
void poorer_callback(rclcpp::Client::SharedFuture response)
{
// 使用response的get()获取
auto result = response.get();
// 如果确实是Poorer, 则领取成功
if(result->success == true)
{
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "成功领取%d个汉堡", result->num_of_hamburger);
rclcpp::shutdown();
}
// 不是Poorer或者汉堡数量不够, 则领取失败
else
{
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "领取汉堡失败, 原因可能为: 1.你不是Poorer 2.汉堡不够了");
rclcpp::shutdown();
}
}
};
int main(int argc, char **argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
// 产生一个Poorer的节点
auto node = std::make_shared();
node->take_hamburger(argc, argv);
// 运行节点，并检测rclcpp状态
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
Cmakelist.txt
find_package(rclcpp REQUIRED) find_package(service_interfaces REQUIRED) add_executable(Poor_node src/Poor.cpp) ament_target_dependencies(Poor_node rclcpp service_interfaces) add_executable(Organization_node src/Organization.cpp) ament_target_dependencies(Organization_node rclcpp service_interfaces)
将编译好的文件安装到install/poor_and_organization/lib/poor_and_organization下
install(TARGETS
Poor_node
Organization_node
DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)
package.xml
同样地, 新建功能包的时候没有加--dependencies rclcpp service_interfaces等功能包, 则需要手动添加, 放置于
rclcpp service_interfaces
也可自行修改下面这些声明, 与实现功能无关, 但是最好写全
编译0.0.0 TODO: Package description fanziqi TODO: License declaration
--packages-select指定编译customer_and_kfc功能包
colcon build --packages-select poor_and_organization
刷新环境
前文应该已经echo了环境, 如果没有, 请添加echo "source /ros2_ws/install/setup.zsh" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc运行
新建一个终端窗口, 运行Organization服务端节点
ros2 run poor_and_organization Organization_node
再另新建一个终端, 运行Poor客户端节点
第一个参数为节点名称Poor_node, 第二个参数为人员类型Poorer, 第三个参数为家里人数5
ros2 run poor_and_organization Poor_node Poorer 5
此时应该可以看见:
Organization服务端: 成功发出10个汉堡
Poor客户端: 成功领取10个汉堡
也可以手动发布客户端一下
ros2 service call /Calculate service_interfaces/srv/Calculate "{num_of_people: 40, status: 'Poorer'}"
Poor客户端:
Organization服务端:
此时如果再申请20个汉堡, 会发生什么呢?
ros2 run poor_and_organization Poor_node Poorer 10
Poor客户端: 提示领取失败
Organization服务端: 提示不够分了
这时候有一个Richer来骗汉堡吃
ros2 run poor_and_organization Poor_node Richer 1
Poor客户端: 提示领取失败
Organization服务端: 就算有汉堡也不分给Richer
这时, Organization关门下班了(Ctrl+C关闭Organization_Node节点)
又来了一个人想要领汉堡:
ros2 run poor_and_organization Poor_node Poorer 2
Poor客户端: 提示等待开门, 不想等待的话直接按Ctrl+C退出
经验证, 需求全部实现~
服务常用命令使用 ros2 service
查看服务列表ros2 service list
具体点
ros2 service list -t查看服务的接口
ros2 service type查看接口的服务
ros2 service find查看服务接口类型
ros2 interface show ***/srv/***手动调用服务
前文使用过, 还记得吗
ros2 service call
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