ROS学习第九节——服务通信

news2025/2/24 7:42:33

1.基本介绍

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。

整个流程由以下步骤实现:

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.具体实现

2.1创建srv文件

创建服务通信功能包

注意是右键工作空间下面的src文件夹Create Kitcan Package ，并添加依赖

新建srv文件夹，添加编程文件

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:

# 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

 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>
  <!-- 
  exce_depend 以前对应的是 run_depend 现在非法
  -->

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


add_service_files(
  FILES
  AddInts.srv
)


generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

 修改完成以后编译

2.2服务通信自定义srv(C++)

2.2.1服务端

 VScode配置

找到该文件夹，在终端中打开，pwd，查看路径，复制路径到图片所示文件中

在功能包下的src文件夹里面新建编程文件

编写以下代码

/*
    需求: 
        编写两个节点实现服务通信，客户端节点需要提交两个整数到服务器
        服务器需要解析客户端提交的数据，相加后，将结果响应回客户端，
        客户端再解析

    服务器实现:
        1.包含头文件
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建 ROS 句柄
        4.创建 服务 对象
        5.回调函数处理请求并产生响应
        6.由于请求有多个，需要调用 ros::spin()

*/
#include "ros/ros.h"
#include "server_client/AddInts.h"

// bool 返回值由于标志是否处理成功
bool doReq(server_client::AddInts::Request& req,
          server_client::AddInts::Response& resp){
    int num1 = req.num1;
    int num2 = req.num2;

    ROS_INFO("服务器接收到的请求数据为:num1 = %d, num2 = %d",num1, num2);

    //逻辑处理
    if (num1 < 0 || num2 < 0)
    {
        ROS_ERROR("提交的数据异常:数据不可以为负数");
        return false;
    }

    //如果没有异常，那么相加并将结果赋值给 resp
    resp.sum = num1 + num2;
    return true;


}

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    // 2.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"AddInts_Server");
    // 3.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;
    // 4.创建 服务 对象
    ros::ServiceServer server = nh.advertiseService("AddInts",doReq);
    ROS_INFO("服务已经启动....");
    //     5.回调函数处理请求并产生响应
    //     6.由于请求有多个，需要调用 ros::spin()
    ros::spin();
    return 0;
}

修改配置文件

add_executable(demo01_server src/demo01_server.cpp)

add_dependencies(demo01_server  ${PROJECT_NAME}_gencpp)
target_link_libraries(demo01_server
  ${catkin_LIBRARIES}
)

 运行代码查看效果

 使用ros服务器工具进行查验代码

rosservice call AddInts "num1: 5
num2: 10"

 2.2.2客户端

新建编程文件如图

 输入以下代码

/*
    需求: 
        编写两个节点实现服务通信，客户端节点需要提交两个整数到服务器
        服务器需要解析客户端提交的数据，相加后，将结果响应回客户端，
        客户端再解析

    服务器实现:
        1.包含头文件
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建 ROS 句柄
        4.创建 客户端 对象
        5.请求服务，接收响应

*/
// 1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "server_client/AddInts.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");

    // 调用时动态传值,如果通过 launch 的 args 传参，需要传递的参数个数 +3
    if (argc != 3)
    // if (argc != 5)//launch 传参(0-文件路径 1传入的参数 2传入的参数 3节点名称 4日志路径)
    {
        ROS_ERROR("请提交两个整数");
        return 1;
    }


    // 2.初始化 ROS 节点
    ros::init(argc,argv,"AddInts_Client");
    // 3.创建 ROS 句柄
    ros::NodeHandle nh;
    // 4.创建 客户端 对象
    ros::ServiceClient client = nh.serviceClient<server_client::AddInts>("AddInts");
    //等待服务启动成功
    //方式1
    ros::service::waitForService("AddInts");
    //方式2
    // client.waitForExistence();
    // 5.组织请求数据
    server_client::AddInts ai;
    ai.request.num1 = atoi(argv[1]);
    ai.request.num2 = atoi(argv[2]);
    // 6.发送请求,返回 bool 值，标记是否成功
    bool flag = client.call(ai);
    // 7.处理响应
    if (flag)
    {
        ROS_INFO("请求正常处理,响应结果:%d",ai.response.sum);
    }
    else
    {
        ROS_ERROR("请求处理失败....");
        return 1;
    }

    return 0;
}

修改配置文件

add_executable(demo01_server  src/demo01_server.cpp)
add_executable(demo02_client  src/demo02_client.cpp)

add_dependencies(demo01_server  ${PROJECT_NAME}_gencpp)
add_dependencies(demo02_client  ${PROJECT_NAME}_gencpp)

target_link_libraries(demo01_server
  ${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(demo02_client
  ${catkin_LIBRARIES}
)

 运行查看结果

https://mp.csdn.net/mp_download/manage/download/UpDetailed

2.3服务通信自定义srv(Python)

路径配置

右键文件夹复制路径

/home/xiaoming/demo0/devel/lib/python2.7/dist-packages

 

2.3.1服务端创建

创建代码文件夹及代码文件

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
    需求: 
        编写两个节点实现服务通信，客户端节点需要提交两个整数到服务器
        服务器需要解析客户端提交的数据，相加后，将结果响应回客户端，
        客户端再解析

    服务器端实现:
        1.导包
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建服务对象
        4.回调函数处理请求并产生响应
        5.spin 函数

"""
# 1.导包
import rospy
from server_client.srv import AddInts,AddIntsRequest,AddIntsResponse
# 回调函数的参数是请求对象，返回值是响应对象
def doReq(req):
    # 解析提交的数据
    sum = req.num1 + req.num2
    rospy.loginfo("提交的数据:num1 = %d, num2 = %d, sum = %d",req.num1, req.num2, sum)

    # 创建响应对象，赋值并返回
    # resp = AddIntsResponse()
    # resp.sum = sum
    resp = AddIntsResponse(sum)
    return resp


if __name__ == "__main__":
    # 2.初始化 ROS 节点
    rospy.init_node("addints_server_p")
    # 3.创建服务对象
    server = rospy.Service("AddInts",AddInts,doReq)
    rospy.loginfo("服务器已经启动了！")
    # 4.回调函数处理请求并产生响应
    # 5.spin 函数
    rospy.spin()

添加可执行文件

 编辑可执行文件

catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/demo01_server_p.py
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

 运行显示效果

 2.3.2客户端创建

创建编程文件并输入代码

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
    需求: 
        编写两个节点实现服务通信，客户端节点需要提交两个整数到服务器
        服务器需要解析客户端提交的数据，相加后，将结果响应回客户端，
        客户端再解析

    客户端实现:
        1.导包
        2.初始化 ROS 节点
        3.创建请求对象
        4.发送请求
        5.接收并处理响应

    优化:
        加入数据的动态获取


"""
#1.导包
import rospy
from server_client.srv import AddInts,AddIntsRequest,AddIntsResponse
import sys

if __name__ == "__main__":

    #优化实现
    if len(sys.argv) != 3:
        rospy.logerr("请正确提交参数")
        sys.exit(1)


    # 2.初始化 ROS 节点
    rospy.init_node("AddInts_Client_p")
    # 3.创建请求对象
    client = rospy.ServiceProxy("AddInts",AddInts)
    # 请求前，等待服务已经就绪
    # 方式1:
    # rospy.wait_for_service("AddInts")
    # 方式2
    client.wait_for_service()
    # 4.发送请求,接收并处理响应
    # 方式1
    # resp = client(3,4)
    # 方式2
    # resp = client(AddIntsRequest(1,5))
    # 方式3
    req = AddIntsRequest()
    # req.num1 = 100
    # req.num2 = 200 

    #优化
    req.num1 = int(sys.argv[1])
    req.num2 = int(sys.argv[2]) 

    resp = client.call(req)
    rospy.loginfo("响应结果:%d",resp.sum)

 添加可执行文件

 修改可执行文件

catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/demo01_server_p.py
  scripts/demo02_client_p.py
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

运行查看效果

 https://mp.csdn.net/mp_download/manage/download/UpDetailed

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