【ROS】服务通信--从理论介绍到模型实现

news/2024/11/16 18:10:43/

一、概念介绍

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。
一个节点需要向相机节点发送拍照请求，相机节点处理请求，并返回处理结果。
与上述应用类似的，服务通信更适用于对实时性有要求、具有一定逻辑处理的应用场景。

二、理论模型

在这里插入图片描述
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，需要保证服务端已经启动；

2.服务端和客户端都可以存在多个。

三、自定义srv

srv 文件内的可用数据类型与 msg 文件一致，且定义 srv 实现流程与自定义 msg 实现流程类似:

1.按照固定格式创建srv文件

2.编辑配置文件

3.编译生成中间文件

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:
plumbing_server_client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

在这里插入图片描述

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>

在这里插入图片描述

CMakeLists.txt编辑 srv 相关配置
添加一条编译依赖
在这里插入图片描述
放开后添加自定义srv文件
在这里插入图片描述
直接放开
在这里插入图片描述

3.编译生成中间文件

编译后沿着下面的路径可以找到生成的头文件
在这里插入图片描述

四、自定义srv调用(C++)

需求:

编写服务通信，客户端提交两个整数至服务端，服务端求和并响应结果到客户端。

流程:
编写服务端实现；
编写客户端实现；
编辑配置文件；
编译并执行。

0.vscode配置

需要像之前自定义 msg 实现一样配置c_cpp_properies.json 文件，如果以前已经配置且没有变更工作空间，可以忽略，如果需要配置，配置方式与之前相同:

{"configurations": [{"browse": {"databaseFilename": "","limitSymbolsToIncludedHeaders": true},"includePath": ["/opt/ros/noetic/include/**","/usr/include/**","/xxx/yyy工作空间/devel/include/**" //配置 head 文件的路径 ],"name": "ROS","intelliSenseMode": "gcc-x64","compilerPath": "/usr/bin/gcc","cStandard": "c11","cppStandard": "c++17"}],"version": 4
}

在这里插入图片描述

1.服务端

/*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 "plumbing_server_client/AddInts.h"// bool 返回值由于标志是否处理成功
bool doReq(plumbing_server_client::AddInts::Request& req,plumbing_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 respresp.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;
}

2.客户端

/*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 "plumbing_server_client/AddInts.h"int main(int argc, char *argv[])
{setlocale(LC_ALL,"");//rosrun（xxx  xxx）（12）（34）// 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 +3if (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<plumbing_server_client::AddInts>("AddInts");//等待服务启动成功//方式1ros::service::waitForService("AddInts");//方式2// client.waitForExistence();// 5.组织请求数据plumbing_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;
}

3.配置 CMakeLists.txt

add_executable(服务端源文件名 src/服务端源文件名.cpp)
add_executable(客户端源文件名 src/客户端源文件名.cpp)add_dependencies(服务端源文件名 ${PROJECT_NAME}_gencpp)
add_dependencies(客户端源文件名 ${PROJECT_NAME}_gencpp)target_link_libraries(服务端源文件名${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(客户端源文件名${catkin_LIBRARIES}
)

在这里插入图片描述

4.运行结果

先打开roscore，再打开服务端，最后打开客户端，记得打开客户端的时候要传入两个参数
在这里插入图片描述


http://www.ppmy.cn/news/1038404.html

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