ROS总结——ROS消息和ROS服务

创建ROS消息和ROS服务

本博客是对http://wiki.ros.org/上ROS教程的学习总结，欢迎大家交流学习。本节详细讲解了如何创建并编译ROS消息和服务，以及rosmsg、rossrv和roscp命令行工具的使用。

1.消息(msg)和服务(srv)介绍

• 消息(msg): msg文件就是一个描述ROS中所使用消息类型的简单文本。它们会被用来生成不同语言的源代码。
• 服务(srv): 一个srv文件描述一项服务。它包含两个部分：请求和响应。

msg文件存放在package的msg目录下，srv文件则存放在srv目录下。msg文件实际上就是每行声明一个数据类型和变量名。可以使用的数据类型如下：

• int8, int16, int32, int64 (plus uint*)
• float32, float64
• string
• time, duration
• other msg files
• variable-length array[] and fixed-length array[C]

在ROS中有一个特殊的数据类型：Header，它含有时间戳和坐标系信息。在msg文件的第一行经常可以看到Header header的声明。
下面是一个msg文件的样例，它使用了Header，string，和其他另外两个消息类型：

Header header
string child_frame_id
geometry_msgs/PoseWithCovariance pose
geometry_msgs/TwistWithCovariance twist

srv文件分为请求和响应两部分，由’—’分隔。下面是srv的一个样例：

int64 A
int64 B
---
int64 Sum

2. 使用 msg

2.1下面，将在之前创建的package里定义新的消息

$  cd ~/catkin_ws/src/beginner_tutorials
$  mkdir msg
$  echo "int64 num" > msg/Num.msg

上面是最简单的例子——在.msg文件中只有一行数据。当然，可以仿造上面的形式多增加几行以得到更为复杂的消息：

string first_name
string last_name
uint8 age
uint32 score

接下来，还有关键的一步：要确保msg文件被转换成为C++，Python和其他语言的源代码。查看package.xml, 确保它包含一下两条语句:

  <build_depend>message_generationbuild_depend>
  <run_depend>message_runtimerun_depend>

如果没有，添加进去。 注意，在构建的时候，只需要”message_generation”。然而，在运行的时候，只需要”message_runtime”。
在编辑器中打开CMakeLists.txt文件，在 CMakeLists.txt文件中，利用find_packag函数，增加对message_generation的依赖，这样就可以生成消息了。 可以直接在COMPONENTS的列表里增加message_generation，就像这样：

# Do not just add this line to your CMakeLists.txt, modify the existing line
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp rospy std_msgs message_generation)

有时候，即使没有调用find_package,也可以编译通过。这是因为catkin把你所有的package都整合在一起，因此，如果有其他的package调用了find_package，此时package的依赖就会是同样的配置。但是，在单独编译时，忘记调用find_package会很容易出错。
同样，需要确保设置了运行依赖：

catkin_package(
  ...
  CATKIN_DEPENDS message_runtime ...
  ...)

找到如下代码块:

# add_message_files(
#   FILES
#   Message1.msg
#   Message2.msg
# )

去掉注释符号#，用自己的.msg文件替代Message*.msg，就像下边这样：

add_message_files(
  FILES
  Num.msg
)

手动添加.msg文件后，要确保CMake知道在什么时候重新配置自己的project。 确保添加了如下代码:

generate_messages()

现在，可以生成自己的消息源代码了。
2.2 使用 rosmsg
以上就是创建消息的所有步骤。下面通过rosmsg show命令，检查ROS是否能够识消息，基本用法：

rosmsg show [message type]

eg:

$  rosmsg show beginner_tutorials/Num

int64 num

在上边的样例中,消息类型包含两部分：

• beginner_tutorials – 消息所在的package
• Num – 消息名Num.
  如果忘记了消息所在的package，你也可以省略掉package名。输入：

$  rosmsg show Num
[beginner_tutorials/Num]:
int64 num

3. 使用 srv
3.1 创建一个srv
在刚刚那个package中创建一个服务：

$  roscd beginner_tutorials
$  mkdir srv

这次不再手动创建服务，而是从其他的package中复制一个服务。 roscp是一个很实用的命令行工具，它实现了将文件从一个package复制到另外一个package的功能,基本用法：

roscp [package_name] [file_to_copy_path] [copy_path]

现在可以从rospy_tutorials package中复制一个服务文件了：

$  roscp rospy_tutorials AddTwoInts.srv srv/AddTwoInts.srv

还有很关键的一步：要确保srv文件被转换成C++，Python和其他语言的源代码。
现在认为，已经如前边所介绍的，在CMakeLists.txt文件中增加了对message_generation的依赖:

# Do not just add this line to your CMakeLists.txt, modify the existing line
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp rospy std_msgs message_generation)

(message_generation 对msg和srv都起作用)
同样，跟msg文件类似，也需要在package.xml文件中做一些修改。查看上边的说明，增加额外的依赖项。
删掉#，去除对下边语句的注释:

# add_service_files(
#   FILES
#   Service1.srv
#   Service2.srv
# )

用自己的srv文件名替换掉那些Service*.srv文件:

add_service_files(
  FILES
  AddTwoInts.srv
)

现在，生成了自己的服务源代码了。
3.2 使用 rossrv
以上就是创建一个服务所需的所有步骤。下面通过rosmsg show命令，检查ROS是否能够识该服务，基本用法：

rossrv show type>

eg:

$  rossrv show beginner_tutorials/AddTwoInts
int64 a
int64 b
---
int64 sum

跟rosmsg类似, 也可以不指定具体的package名来查找服务文件：

$  rossrv show AddTwoInts
[beginner_tutorials/AddTwoInts]:
int64 a
int64 b
---
int64 sum

[rospy_tutorials/AddTwoInts]:
int64 a
int64 b
---
int64 sum

4. msg和srv都需要的步骤
接下来，在CMakeLists.txt中找到如下部分:

# generate_messages(
#   DEPENDENCIES
# #  std_msgs  # Or other packages containing msgs
# )

去掉注释并附加上所有你消息文件所依赖的那些含有.msg文件的package（这个例子是依赖std_msgs,不要添加roscpp,rospy)，结果如下:

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

由于增加了新的消息，所以我们需要重新编译我们的package：

# In your catkin workspace
$  cd ../..
$  catkin_make
$  cd -

所有在msg路径下的.msg文件都将转换为ROS所支持语言的源代码。生成C++头文件将会放置在~/catkin_ws/devel/include/beginner_tutorials/。Python脚本语言会在 ~/catkin_ws/devel/lib/python2.7/dist-packages/beginner_tutorials/msg 目录下创建。 lisp文件会出现在 ~/catkin_ws/devel/share/common-lisp/ros/beginner_tutorials/msg/ 路径下。

5.获得帮助
已经接触到不少的ROS工具了。有时候很难记住他们所需要的参数。还好大多数ROS工具都提供了帮助。
输入:

$  rosmsg -h
Commands:
  rosmsg show Show message description
  rosmsg users  Find files that use message
  rosmsg md5  Display message md5sum
  rosmsg package  List messages in a package
  rosmsg packages List packages that contain messages

同样你也可以获得子命令的帮助：

$  rosmsg show -h
Usage: rosmsg show [options] 

Options:
  -h, --help  show this help message and exit
  -r, --raw   show raw message text, including comments