【ROS2 入门】ROS 2 actions 概述

大家好，我是虎哥，从今天开始，我将花一段时间，开始将自己从ROS1切换到ROS2，在上一篇中，我们一起了解ROS 2中Parameters，这一篇，我们主要会围绕ROS中另外一个重要的概念“Actions ”来展开。

1 、启动模拟节点

2、 Use actions

3、 ros2 node info

4、 ros2 action list（列表）

4.1 ros2 action list -t

5、 ros2 action info（详细信息）

6、 ros2 interface show（接口结构）

7 、ros2 action send_goal

8、总结

操作（Actions）是ROS 2中用于长时间运行任务的通信类型之一。它们由三部分组成：目标、结果和反馈。Actions基于主题和服务。它们的功能类似于服务，只是动作是可抢占的（您可以在执行时取消它们）。它们还提供稳定的反馈，而不是返回单一响应的服务。

Actions使用客户端-服务器模型，类似于发布者-订户模型（在主题教程中描述）。“Action客户端”节点向“Action服务器”节点发送目标，该节点确认目标并返回反馈流和结果。

1 、启动模拟节点

到现在，你应该可以轻松地启动turtlesim。打开一个终端，执行如下命令：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打开一个新的终端，启动遥控节点：

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

2、 Use actions

当您启动/teolep_turtle节点时，您将在终端中看到以下消息：

Reading from keyboard
---------------------------
Use arrow keys to move the turtle.
Use G|B|V|C|D|E|R|T keys to rotate to absolute orientations. 'F' to cancel a rotation.
'Q' to quit.

让我们关注第4行，它对应于一个动作。（第一条指令对应于“cmd_vel”主题，前面在主题教程中讨论过。）

请注意，字母键G|B|V|C|D|E|R|T在键盘上的F键周围形成一个“框”。每个键在F周围的位置对应于 turtlesim的方向。例如，E会将乌龟的方向旋转到左上角。

注意/turtlesim节点正在运行的终端。每次按下其中一个键时，都会向/turtlesim节点中的动作服务器发送一个目标。目标是旋转乌龟以面向特定方向。海龟完成旋转后，应显示一条响应结果的消息：

[INFO] [turtlesim]: Rotation goal completed successfully

F键将在执行过程中取消一个目标，展示动作的可抢占特性。试着按C键，然后按F键，海龟才能完成旋转。在运行/turtlesim节点的终端中，您将看到消息：

[INFO] [turtlesim]: Rotation goal canceled

不仅客户端（您在远程操作中的输入）可以抢占目标，服务器端（/turtlesim节点）也可以抢占目标。当服务器端抢先一个动作时，它“中止”目标。在第一次旋转完成之前，尝试按D键，然后按G键。在运行/turtlesim节点的终端中，您将看到消息：

[WARN] [turtlesim]: Rotation goal received before a previous goal finished. Aborting previous goal

服务器端中止了第一个目标动作，因为它被中断了。

3、 ros2 node info

要查看/turtlesim节点的操作，请打开一个新终端并运行命令：

ros2 node info /turtlesim

它将返回/turtlesim的订户、发布者、服务、动作服务器和动作客户端的列表：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 node info /turtlesim
/turtlesim
  Subscribers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
    /turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
  Publishers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
    /rosout: rcl_interfaces/msg/Log
    /turtle1/color_sensor: turtlesim/msg/Color
    /turtle1/pose: turtlesim/msg/Pose
  Service Servers:
    /clear: std_srvs/srv/Empty
    /kill: turtlesim/srv/Kill
    /reset: std_srvs/srv/Empty
    /spawn: turtlesim/srv/Spawn
    /turtle1/set_pen: turtlesim/srv/SetPen
    /turtle1/teleport_absolute: turtlesim/srv/TeleportAbsolute
    /turtle1/teleport_relative: turtlesim/srv/TeleportRelative
    /turtlesim/describe_parameters: rcl_interfaces/srv/DescribeParameters
    /turtlesim/get_parameter_types: rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes
    /turtlesim/get_parameters: rcl_interfaces/srv/GetParameters
    /turtlesim/list_parameters: rcl_interfaces/srv/ListParameters
    /turtlesim/set_parameters: rcl_interfaces/srv/SetParameters
    /turtlesim/set_parameters_atomically: rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically
  Service Clients:

  Action Servers:
    /turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute
  Action Clients:

请注意，/turtlesim的/turtle1/rotate_absolute操作位于“操作服务器”下。这意味着/turtlesim响应/turtle1/rotate_absolute动作并为其提供反馈。/teolep_turtle节点在Action Clients下的名称为/turtle1/rotate_absolute，这意味着它发送该动作名称的目标。

ros2 node info /teleop_turtle

nvidia@ubuntu:~$ ros2 node info /teleop_turtle
/teleop_turtle
  Subscribers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
  Publishers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
    /rosout: rcl_interfaces/msg/Log
    /turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
  Service Servers:
    /teleop_turtle/describe_parameters: rcl_interfaces/srv/DescribeParameters
    /teleop_turtle/get_parameter_types: rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes
    /teleop_turtle/get_parameters: rcl_interfaces/srv/GetParameters
    /teleop_turtle/list_parameters: rcl_interfaces/srv/ListParameters
    /teleop_turtle/set_parameters: rcl_interfaces/srv/SetParameters
    /teleop_turtle/set_parameters_atomically: rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically
  Service Clients:

  Action Servers:

  Action Clients:
    /turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute

4、 ros2 action list（列表）

要识别ROS图中的所有action，请运行以下命令：

ros2 action list

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action list
/turtle1/rotate_absolute

这是ROS图中目前唯一的操作。它控制着海龟的旋转，正如你前面看到的。通过使用ros2 node info＜node_name＞命令，您还可以知道该操作有一个操作客户端（/teolep_turtle的一部分）和一个操作服务器（/turtlesim的一部分)。

4.1 ros2 action list -t

操作具有与主题和服务类似的类型。要查找/tuttle1/rotate_absolute的类型，请运行以下命令：

ros2 action list -t

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action list
/turtle1/rotate_absolute
nvidia@ubuntu:~$ ros2 action list -t
/turtle1/rotate_absolute [turtlesim/action/RotateAbsolute]

在每个动作名称右侧的括号中（在本例中仅限/turtle1/rotate_absolute）是动作类型，即turtlesim/action/RotateAbsolute。当您想要从命令行或代码中执行操作时，您将需要此选项。

5、 ros2 action info（详细信息）

您可以使用以下命令进一步了解和查看/tuttle1/rotate_absolute操作：

ros2 action info /turtle1/rotate_absolute

会得到如下回复：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action info /turtle1/rotate_absolute
Action: /turtle1/rotate_absolute
Action clients: 1
    /teleop_turtle
Action servers: 1
    /turtlesim

这告诉了我们之前在每个节点上运行ros2节点信息所学到的内容：/teolep_turtle节点有一个动作客户端，/turtlesim节点有一台动作服务器，用于/turtle1/rotate_absolute动作。

6、 ros2 interface show（接口结构）

在自己发送或执行行动目标之前，还需要一条信息，那就是行动类型的结构。回想一下，在运行命令ros2 action list-t时，您标识了/tuttle1/rotate_absolute的类型。在终端中输入具有操作类型的以下命令：

ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute.action

会得到如下回复：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute.action
# The desired heading in radians
float32 theta
---
# The angular displacement in radians to the starting position
float32 delta
---
# The remaining rotation in radians
float32 remaining

此消息的第一部分位于---之上，是目标请求的结构（数据类型和名称）。下面是结果的结构。最后一部分是反馈的结构。

7 、ros2 action send_goal

现在，让我们使用以下语法从命令行发送一个操作目标：

ros2 action send_goal <action_name> <action_type> <values>

＜values＞需要采用YAML格式。

关注turtlesim窗口，并在终端中输入以下命令：

ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"

会得到如下回复：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"
Waiting for an action server to become available...
Sending goal:
     theta: 1.57

Goal accepted with ID: 5cd8eb561348477abbb532fc816ce792

Result:
    delta: 1.5680029392242432

Goal finished with status: SUCCEEDED

所有目标都有一个唯一的ID，显示在返回消息中。您还可以看到结果，一个名为delta的字段，它是到起始位置的位移。要查看此目标的反馈，请在上次运行的命令中添加--feedback。首先，确保改变θ的值。运行上一个命令后，乌龟将已经处于1.57弧度的方向，因此除非您传递新的θ，否则它不会移动。

ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: -1.57}" --feedback

会看到连续的打印输出：

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: -1.57}" --feedback
Waiting for an action server to become available...
Sending goal:
     theta: -1.57

Feedback:
    remaining: -1.046811819076538

Goal accepted with ID: 9d189d65de984057ad9c92f6b7580e39

Feedback:
    remaining: -1.0308117866516113

Feedback:
    remaining: -1.0148117542266846

。。。。。。。。


Feedback:
    remaining: -0.006811380386352539

Result:
    delta: 1.0400004386901855

Goal finished with status: SUCCEEDED

你将继续收到反馈，剩余的弧度，直到目标完成。