ros2 从零开始4 服务概念

前言

接前文我们知道节点里面有多个功能，其中之一是服务，本章学习服务 services。

背景

1. 服务是ROS图中节点的另一种通信方式。服务基于调用与响应模型，而非发布者-订阅者主题模型。主题允许节点订阅数据流并获得持续更新，而服务仅在客户端特定调用时提供数据。
   
   

服务就是我们常用的C/S模型，Client 客户端请求，而Service 服务端提供相应的响应。相较于发布者-订阅者主题模型，调用与响应模型是点对点的通信。

实践

1. 前一章的内容，运行turtlesim的显示节点，打开终端，执行 ros2 run turtlesim turtlesim_node （ros2 run <包名> <执行名>）

2. 运行turtlesim的控制节点，另开终端，执行 ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

3. 在新终端中执行命令ros2 service list将返回系统中当前所有活跃服务的列表：

   root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service list
      /clear
      /kill
      /reset
      /spawn
      /teleop_turtle/describe_parameters
      /teleop_turtle/get_parameter_types
      /teleop_turtle/get_parameters
      /teleop_turtle/list_parameters
      /teleop_turtle/set_parameters
      /teleop_turtle/set_parameters_atomically
      /turtle1/set_pen
      /turtle1/teleport_absolute
      /turtle1/teleport_relative
      /turtlesim/describe_parameters
      /turtlesim/get_parameter_types
      /turtlesim/get_parameters
      /turtlesim/list_parameters
      /turtlesim/set_parameters
      /turtlesim/set_parameters_atomically
   

   你会看到两个节点名称中包含相同的六个服务(describe_parameters、get_parameter_types、get_parameters、list_parameters、set_parameters、set_parameters_atomically)。 ROS 2 中几乎每个节点都有这些基础设施服务，参数就是基于这些服务构建的。 关于参数的更多内容将在下一个教程中介绍。 在本教程中，参数服务将被省略。

4. 查看服务数据类型（请求参数和响应参数类型）
   服务数据类型描述服务的请求和响应数据结构。 服务类型定义类似于主题类型，但服务类型分为请求参数和响应参数2部分。
   要了解服务类型，使用命令： ros2 service type <service_name>
   让我们来看看 turtlesim 的服务。 在新终端中，输入以下命令：ros2 service type /clear

      root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service type /clear
      std_srvs/srv/Empty
   

   Empty类型意味着服务调用在发出请求时不发送数据，接收响应时也不接收数据。
   ros2 service list 加上参数-t ，可以查看服务名和数据类型

   root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service list -t
      /clear [std_srvs/srv/Empty]
      /kill [turtlesim/srv/Kill]
      /reset [std_srvs/srv/Empty]
      /spawn [turtlesim/srv/Spawn]
      /teleop_turtle/describe_parameters [rcl_interfaces/srv/DescribeParameters]
      /teleop_turtle/get_parameter_types [rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes]
      ...
      /turtle1/set_pen [turtlesim/srv/SetPen]
      /turtle1/teleport_absolute [turtlesim/srv/TeleportAbsolute]
      ...
      /turtlesim/set_parameters [rcl_interfaces/srv/SetParameters]
      /turtlesim/set_parameters_atomically [rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically]
   

5. 接口参数（请求参数和响应参数类型）
   跟上一节相似，我们需要知道具体的类型才能给对应服务发送请求。错误的数据类型调用会引发服务的失败响应，用接口参数查看ros2 interface show <数据类型>

      root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 interface show std_srvs/srv/Empty
      ---
   

   该结构将请求结构（上图）与响应结构（下文）分开。 但正如你之前学到的，这种类型不会发送或接收任何数据。 所以，自然，它的结构是空白的。
   再试试服务/spawn的消息 turtlesim/srv/Spawn (回想一下ros2 service list -t)

   root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 interface show turtlesim/srv/Spawn
      float32 x
      float32 y
      float32 theta
      string name # Optional.  A unique name will be created and returned if this is empty
      ---
      string name
   

   ---上方的信息是请求参数: x,y,theta,name。（x,y,theta确定生成龟的二维姿态，name是可选的）
   ---下方的信息是响应参数: name。

6. 调用服务
   现在已经知道了服务类型，和请求参数的结构，可以用以下方式调用一个服务： ros2 service call <服务名> <请求参数类型> <实际参数> 其中<实际参数>可以为空， 下面调用ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty

   root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty
      requester: making request: std_srvs.srv.Empty_Request()
   
      response:
      std_srvs.srv.Empty_Response()
   

   实际效果是会清空小乌龟绘制的线
   
   

   我们试试另一个命令ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: ''}" 生成其他小乌龟

   root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: ''}"
      requester: making request: turtlesim.srv.Spawn_Request(x=2.0, y=2.0, theta=0.2, name='')
   
      response:
      turtlesim.srv.Spawn_Response(name='turtle2')
   
      root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: ''}"
      requester: making request: turtlesim.srv.Spawn_Request(x=2.0, y=2.0, theta=0.2, name='')
   
      response:
      turtlesim.srv.Spawn_Response(name='turtle3')
   
      root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2, y: 7, theta: 0.2, name: ''}"
      requester: making request: turtlesim.srv.Spawn_Request(x=2.0, y=7.0, theta=0.2, name='')
   
      response:
      turtlesim.srv.Spawn_Response(name='turtle4')
   

   实际效果是生成很多小乌龟
   
   

7. 杂项

   • 按服务数据类型来查找主题 ros2 service find <type_name> 例如

   root@bc2bf85b2e4a:/ros2_ws# ros2 service find turtlesim/srv/Spawn
      /spawn
   

总结

服务就是我们常用的C/S模型，Client 客户端请求，而Service 服务端提供相应的响应。