ROS理论与实践学习笔记——2 ROS通信机制之服务通信

news2024/11/19 10:29:47

服务通信也是ROS中一种极其常用的通信模式，服务通信是基于请求响应模式的，是一种应答机制。也即: 一个节点A向另一个节点B发送请求，B接收处理请求并产生响应结果返回给A，用于偶然的、对时时性有要求、有一定逻辑处理需求的数据传输场景。

2.1 服务通信理论模型

服务通信较之于话题通信更简单些，理论模型如下图所示，该模型中涉及到三个角色:

ROS master(管理者)

Server(服务端)

Client(客户端)

ROS Master 负责保管 Server 和 Client 注册的信息，并匹配话题相同的Server与Client ，帮助 Server与Client 建立连接，连接建立后，Client 发送请求信息，Server 返回响应信息。

0）Server注册
	Server 启动后，会通过RPC在ROS Master中注册自身信息，其中包含提供的服务的名称。ROS Master会将节点的注册信息加入到注册表中。
	
1）Client注册
	Client 启动后，也会通过RPC在ROS Master中注册自身信息，包含需要请求的服务的名称。ROS Master会将节点的注册信息加入到注册表中。
	
2）ROS Master实现信息匹配
	ROS Master 会根据注册表中的信息匹配Server和Client，并通过RPC向Client发送Server的TCP地址信息。
	
3）Client发送请求
	Client 根据步骤2响应的信息，使用TCP与Server建立网络连接，并发送请求数据。
	
4）Server发送响应
	Server接收、解析请求的数据，并产生响应结果返回给Client。
	
注意:
	1.客户端请求被处理时，需要保证服务器已经启动；
	2.服务端和客户端都可以存在多个。

2.2 服务通信自定义srv

2.2.1 定义srv文件

服务通信中，数据分成两部分，请求与响应，在 srv 文件中请求和响应使用---分割，具体实现如下:

功能包下新建 srv 目录，添加 xxx.srv 文件，内容：

客户端请求时发送的两个数字
int32 num1
int32 num2
---
服务器响应发送的数据
int32 sum

2.2.2 编辑配置文件

package.xml中添加编译依赖与执行依赖

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

CMakeLists.txt编辑 srv 相关配置

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  message_generation)
需要加入 message_generation,必须有 std_msgs

配置 msg 源文件
add_message_files(
  FILES
  Person.srv)

生成消息时依赖于 std_msgs
generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs)

执行时依赖
catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES demo02_talker_listener
  CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime
#  DEPENDS system_lib)
注意: 官网没有在 catkin_package 中配置 message_runtime,经测试配置也可以

2.2.3 编译

编译后的中间文件查看:
	C++ 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/include/包名/xxx.h)
	Python 需要调用的中间文件(.../工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/srv)
后续调用相关 srv 时，是从这些中间文件调用的