【ROS学习笔记】11.服务数据(srv)的定义与使用

基于B站ROS公开课：【古月居】古月·ROS入门21讲
基于Ubuntu 20.04.1、Noetic版本
修正错误，并详述Python版本部署

前面讲了两个Service模式的例子，分别用到了两种服务数据：turtlesim/Spawn和std_srvs/Trigger。
我们可以使用 rossrv show ...来查看数据结构：
我们可以看到Spawn中的Request部分含坐标信息、朝向角和名称，Response部分含名称。
Trigger中Request部分为空，Response部分含成功Flag、消息内容。

与之前topic种的msg类似，我们也可以用相似的语法自定义服务数据srv
这节我们来自己定义服务数据来满足个性化的需求。
(部分图摘自：b站【古月居】古月·ROS入门21讲)

1 模型图

在第8节我们讲解了话题消息msg的定义与使用，在第8节的例子中我们曾自定义了一个消息类型“Person”以发布个人信息，Publisher发布个人信息，Subscriber接收个人信息。这个例子中，Publisher会不断地发信息，Subscriber不停地接数据，一开动就停不下来了，也是topic模式的缺陷。
本节我们使用Service模式用自定义的服务数据srv来实现，我们希望Request一次才发一次信息来显示。

如图，Client发布显示某个人的信息的Request，通过自定义的服务数据“Person”（learning::Person）来发出去。
Server端收到Request，显示这个人的具体信息，同时发Response向Client反馈显示结果。
ROS Master负责管理节点。

2 创建功能包

本节还是使用上节创建的 learning_service 包来进行代码存放和编译。

3 自定义服务数据

定义srv文件

我们通过自定义srv文件来自定义服务数据。与之前自定义话题数据msg类似。
我们定义srv文件名为：Person.srv

1. 在learning_topic的功能包根目录下，新建文件夹 srv
   并创建新文件 Person.srv，创建方法为使用touch命令在当前目录输入：

touch Person.srv

注意Person的"P"要大写。

2. 我们把下面代码复制进Person.srv

string name
uint8 sex
uint8 age

uint8 unknown = 0
uint8 male = 1
uint8 female = 2
---
string result

与之前Person.msg不同的是，多了破折号下面这个Response结果，上面的是Request内容。
定义好srv数据接口后，就可以根据这个定义用C++或Python编译。

在package.xml中添加功能包依赖

添加动态生成程序的功能包依赖。
打开package.xml文件，将下面代码拷到文件指定位置：

<build_depend>message_generationbuild_depend>
<exec_depend>message_runtimeexec_depend>

build_depend为编译依赖，这里依赖的是一个会动态产生message的功能包
exer_depend为执行依赖，这里依赖的是一个动态runtime运行的功能包

在CMakeLists.txt中添加编译选项

为什么要添加编译选项：

1. 因为在package.xml添加了功能包编译依赖，在CMakeList.txt里的find_package中也要加上对应的部分；
2. 需要将定义的Person.srv作为消息接口，针对它做编译；
3. 需要指明编译这个消息接口需要哪些ROS已有的包；
   有了这两个配置才可将定义的srv编译成不同的程序文件
4. 因为在package.xml添加了功能包执行依赖，在CMakeList.txt里的catkin_package中也要加上对应的部分；

代码，复制到图示位置：

find_package( ...... message_generation)

add_service_files(FILES Person.srv)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)

catkin_package( ...... message_runtime)

编译生成语言相关文件

以上完成后，到工作空间根目录，编译：

catkin_make

编译完成后，我们可以在 devel/include/learning_topic/ 下找到这个C++的头文件；
也可以在 devel/lib/python3/dist-packages/learning_topic/mrv 下找到Python的包。

4 创建代码并编译运行（C++）

创建代码

我们创建一个Client代码和一个Server代码，通过程序调用生成的头文件。
(源码：https://github.com/guyuehome/ros_21_tutorials/tree/master/learning_service/src)
用红字标示了自己的注解笔记。

在代码中我们调用了自己编译好的头文件，使用了自定义的Person类和属性。
将代码拷贝到src文件夹下。

编译

先配置CMakeLists.txt编译规则，复习一下规则：

• 设置需要编译的代码和生成的可执行文件；
• 设置链接库；
• 添加依赖项。

将下面代码拷贝到指定位置：

add_executable(person_server src/person_server.cpp)
target_link_libraries(person_server ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_server ${PROJECT_NAME}_gencpp)

add_executable(person_client src/person_client.cpp)
target_link_libraries(person_client ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_client ${PROJECT_NAME}_gencpp)

第三项是添加依赖项，因为代码涉及到动态生成，我们需要将可执行文件与动态生成的程序产生依赖关系。
注：这里添加的依赖项用到的是gencpp包，是一个C++用的ROS message 和 service 生成器，以依赖动态生成的cpp文件。

然后编译：

cd ~/catkin_ws
catkin_make

运行

默认已经source，接着运行。

roscore

rosrun learning_service person_server

rosrun learning_service person_client

可以看到运行Server后，启动Client会发一次人物信息，在Server端看到，看到后反馈给Client确认后终止这次发送行为。
先运行Client的话则会一直等待Server端接收，直到Server端启动接收到信息。

5 创建代码并编译运行（Python）

创建代码

我们创建一个Client代码和一个Server代码，通过程序调用自己编译的py库。
(源码：https://github.com/guyuehome/ros_21_tutorials/tree/master/learning_service/scripts)
用红字标示了自己的注解笔记。绿字是Python3的修正。

将代码拷贝到scripts文件夹下。
右击py文件→属性，打开执行权限。

编译

配置CMakeLists.txt编译规则
加上一个关于person_server.py和person_client.py的catkin_install_python方法：
下面代码写到指定位置

然后编译

cd ~/catkin_ws
catkin_make

运行

默认已经source，接着运行。

roscore

rosrun learning_topic person_server.py

rosrun learning_topic person_client.py

可以看到运行Server后，启动Client会发一次人物信息，在Server端看到，看到后反馈给Client确认后终止这次发送行为。
先运行Client的话则会一直等待Server端接收，直到Server端启动接收到信息。