在Jetson Nano上学习ROS的记录（版本Ubuntu18.04，课程来源赵虚左老师的《ROS理论与实践》）第三章 服务通信

系列文章目录

第一章 ROS空间创建、helloworld的实现、开启多个节点
第二章 话题通信
第三章 服务通信

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前言

现在大二，之前大一有幸参加了2021的国赛，很壮烈的拿了个江苏赛区的二等奖。但发现无人机这个题，真的是往堆钱上走了。不上ROS不行，现在来记录一下一个纯小白学习ROS的过程和遇到的问题。防止学弟、学妹们再走我走过的弯路。板子用的是学长给的Jetson Nano（4GB），版本是Ubuntu18.04（已配置好基础ROS所需配置）。

一、服务通信是什么？

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时时性有要求、具有一定逻辑处理的应用场景。

二、服务通信基本操作(Python)

1.srv定义

srv=请求+响应

• 流程
  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

2.定义srv文件在工作空间的src目录下新建功能包

• 选定 src 右击 —> create catkin package
• 设置包名 添加依赖
• 输入roscpp rospy std_msgs
• 快捷键 ctrl + shift + B 调用编译
• 在 功能包 下新建 srv 文件夹，在文件夹下新建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:

# 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

3.编辑配置文件

1. package.xml中添加编译依赖与执行依赖（51行）加两行：

  <build_depend>message_generationbuild_depend>
  <exec_depend>message_runtimeexec_depend>

CMakeLists.txt编辑 srv 相关配置：

2. 第10行

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

3. 第58行

add_service_files(
  FILES
  AddInts.srv  #你的文件名
)

4. 第71行

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)
#注释放开

5. 第108行

catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES plumbing_server_client
 CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime
#  DEPENDS system_lib
)

• 快捷键 ctrl + shift + B 调用编译

4.服务通信自定义srv调用B(Python)

• 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；
  为python文件添加可执行权限；
  编辑配置文件；
  编译并执行。

1. vscode配置

• 为了方便代码提示以及误抛异常，需要先配置 vscode，将前面生成的 python 文件路径配置进 settings.json
• 进入/home/lzl/myworld/devel/lib/python2.7 在命令行中打开
• 输入pwd
• 复制路径
• 打开/home/lzl/myworld/.vscode/settings.json

{
    "python.autoComplete.extraPaths": [
        "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages",
        "/xxx/yyy工作空间/devel/lib/python3/dist-packages"
    ]
}

2. 服务端实现
   在功能包下创建scripts文件夹，在文件夹里创建.py文件
   代码如下：

#! /usr/bin/env python3
"""
    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 plumbing_server_client.srv import AddInts,AddIntsResponse,AddIntsRequest
# 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)
#打印语句

    # 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)
    #参数1：当前服务通信使用的话题，参数2：服务类型（srv问价夹下的文件名），参数3：回调函数
    # 4.回调函数处理请求并产生响应
    # 5.spin 函数
    rospy.spin()

• 添加可执行权限chmod +x *.py
• 配置cmakelist
  第162行：

catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/demo01_server_p.py   #自己的py文件
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

• 编译
• 启动rescore
• 新开一个命令行source ./devel/setup.bash

rosrun plumbing_server_client demo01_server_p.py

• 新开一个命令行source ./devel/setup.bash
  rosservice call AddInts空格tab补齐：

rosservice call AddInts "num1: 0
num2: 0"

3. 客户端实现
   在scripts文件夹里创建.py文件
   代码如下：

#! /usr/bin/env python3

"""
    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
优化实现：可以在执行节点时，动态传入参数

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

if __name__ == "__main__":
    #判断参数长度（是否符合提交的标准）
    if len(sys.argv) != 3:         #sys.argv是一个数组可以存放名称、数据
        rospy.logerr("错误的参数个数")   #输出一个错误日志
        sys.exit(1)
    # 2.初始化 ROS 节点
    rospy.init_node("AddInts_Client_p")
    # 3.创建客户端对象
    client = rospy.ServiceProxy("AddInts",AddInts)
    #serviceproxy 此函数会产生并返回一个客户端对象.参数1：当前服务通信使用的话题，需要和客户端一致，参数2：消息类型（srv文件夹下的文件名）
    # 4.组织请求数据,接收并处理响应
    #解析传入的参数；argv这个数组【0】的位置是文件名，1是传入的第一个参数，2是第二个参数
    #num1 = sys.argv[1]    现在是一个字符串
    num1 = int(sys.argv[1])
    num2 = int(sys.argv[2])
    # 方式1
    resp = client.call(num1,num2)
    # 方式2
    # resp = client(AddIntsRequest(1,5))
    # 方式3
    #req = AddIntsRequest()
    # req.num1 = 100
    # req.num2 = 200 

    #5处理响应
    rospy.loginfo("响应结果:%d",resp.sum) #看srv文件具体字段值

• 添加可执行权限chmod +x *.py
• 配置cmakelist
  162:

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

• 编译
• 启动rescore
• 新开一个命令行source ./devel/setup.bash

rosrun plumbing_server_client demo01_server_p.py

总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单记录了ROS的服务通信，如果有问题请在博客下留言或者咨询邮箱：[email protected]。