【ROS2 入门】ROS 2 actions 概述

        大家好,我是虎哥,从今天开始,我将花一段时间,开始将自己从ROS1切换到ROS2,在上一篇中,我们一起了解ROS 2中Parameters, 这一篇,我们主要会围绕ROS中另外一个重要的概念“Actions ”来展开。

目录

1 、启动模拟节点

2、 Use actions

3、 ros2 node info

4、 ros2 action list(列表)

4.1 ros2 action list -t

5、 ros2 action info(详细信息)

6、 ros2 interface show(接口结构)

7 、ros2 action send_goal

8、总结


        操作(Actions)是ROS 2中用于长时间运行任务的通信类型之一。它们由三部分组成:目标、结果和反馈。Actions基于主题和服务。它们的功能类似于服务,只是动作是可抢占的(您可以在执行时取消它们)。它们还提供稳定的反馈,而不是返回单一响应的服务。

Actions使用客户端-服务器模型,类似于发布者-订户模型(在主题教程中描述)。“Action客户端”节点向“Action服务器”节点发送目标,该节点确认目标并返回反馈流和结果。

1 、启动模拟节点

到现在,你应该可以轻松地启动turtlesim。打开一个终端,执行如下命令:

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打开一个新的终端,启动遥控节点:

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

【ROS2 入门】ROS 2 actions 概述_第1张图片

2、 Use actions

当您启动/teolep_turtle节点时,您将在终端中看到以下消息:

Reading from keyboard
---------------------------
Use arrow keys to move the turtle.
Use G|B|V|C|D|E|R|T keys to rotate to absolute orientations. 'F' to cancel a rotation.
'Q' to quit.

        让我们关注第4行,它对应于一个动作。(第一条指令对应于“cmd_vel”主题,前面在主题教程中讨论过。)

        请注意,字母键G|B|V|C|D|E|R|T在键盘上的F键周围形成一个“框”。每个键在F周围的位置对应于 turtlesim的方向。例如,E会将乌龟的方向旋转到左上角。

        注意/turtlesim节点正在运行的终端。每次按下其中一个键时,都会向/turtlesim节点中的动作服务器发送一个目标。目标是旋转乌龟以面向特定方向。海龟完成旋转后,应显示一条响应结果的消息:

[INFO] [turtlesim]: Rotation goal completed successfully

【ROS2 入门】ROS 2 actions 概述_第2张图片

 F键将在执行过程中取消一个目标,展示动作的可抢占特性。试着按C键,然后按F键,海龟才能完成旋转。在运行/turtlesim节点的终端中,您将看到消息:

[INFO] [turtlesim]: Rotation goal canceled

【ROS2 入门】ROS 2 actions 概述_第3张图片

 不仅客户端(您在远程操作中的输入)可以抢占目标,服务器端(/turtlesim节点)也可以抢占目标。当服务器端抢先一个动作时,它“中止”目标。在第一次旋转完成之前,尝试按D键,然后按G键。在运行/turtlesim节点的终端中,您将看到消息:

[WARN] [turtlesim]: Rotation goal received before a previous goal finished. Aborting previous goal

【ROS2 入门】ROS 2 actions 概述_第4张图片

 服务器端中止了第一个目标动作,因为它被中断了。

3、 ros2 node info

要查看/turtlesim节点的操作,请打开一个新终端并运行命令:

ros2 node info /turtlesim

它将返回/turtlesim的订户、发布者、服务、动作服务器和动作客户端的列表:

nvidia@ubuntu:~$ ros2 node info /turtlesim
/turtlesim
  Subscribers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
    /turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
  Publishers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
    /rosout: rcl_interfaces/msg/Log
    /turtle1/color_sensor: turtlesim/msg/Color
    /turtle1/pose: turtlesim/msg/Pose
  Service Servers:
    /clear: std_srvs/srv/Empty
    /kill: turtlesim/srv/Kill
    /reset: std_srvs/srv/Empty
    /spawn: turtlesim/srv/Spawn
    /turtle1/set_pen: turtlesim/srv/SetPen
    /turtle1/teleport_absolute: turtlesim/srv/TeleportAbsolute
    /turtle1/teleport_relative: turtlesim/srv/TeleportRelative
    /turtlesim/describe_parameters: rcl_interfaces/srv/DescribeParameters
    /turtlesim/get_parameter_types: rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes
    /turtlesim/get_parameters: rcl_interfaces/srv/GetParameters
    /turtlesim/list_parameters: rcl_interfaces/srv/ListParameters
    /turtlesim/set_parameters: rcl_interfaces/srv/SetParameters
    /turtlesim/set_parameters_atomically: rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically
  Service Clients:
​
  Action Servers:
    /turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute
  Action Clients:

请注意,/turtlesim的/turtle1/rotate_absolute操作位于“操作服务器”下。这意味着/turtlesim响应/turtle1/rotate_absolute动作并为其提供反馈。/teolep_turtle节点在Action Clients下的名称为/turtle1/rotate_absolute,这意味着它发送该动作名称的目标。

ros2 node info /teleop_turtle
nvidia@ubuntu:~$ ros2 node info /teleop_turtle
/teleop_turtle
  Subscribers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
  Publishers:
    /parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
    /rosout: rcl_interfaces/msg/Log
    /turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
  Service Servers:
    /teleop_turtle/describe_parameters: rcl_interfaces/srv/DescribeParameters
    /teleop_turtle/get_parameter_types: rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes
    /teleop_turtle/get_parameters: rcl_interfaces/srv/GetParameters
    /teleop_turtle/list_parameters: rcl_interfaces/srv/ListParameters
    /teleop_turtle/set_parameters: rcl_interfaces/srv/SetParameters
    /teleop_turtle/set_parameters_atomically: rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically
  Service Clients:
​
  Action Servers:
​
  Action Clients:
    /turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute

4、 ros2 action list(列表)

要识别ROS图中的所有action,请运行以下命令:

ros2 action list
nvidia@ubuntu:~$ ros2 action list
/turtle1/rotate_absolute

这是ROS图中目前唯一的操作。它控制着海龟的旋转,正如你前面看到的。通过使用ros2 node info<node_name>命令,您还可以知道该操作有一个操作客户端(/teolep_turtle的一部分)和一个操作服务器(/turtlesim的一部分)。

4.1 ros2 action list -t

操作具有与主题和服务类似的类型。要查找/tuttle1/rotate_absolute的类型,请运行以下命令:

ros2 action list -t
nvidia@ubuntu:~$ ros2 action list
/turtle1/rotate_absolute
nvidia@ubuntu:~$ ros2 action list -t
/turtle1/rotate_absolute [turtlesim/action/RotateAbsolute]

在每个动作名称右侧的括号中(在本例中仅限/turtle1/rotate_absolute)是动作类型,即turtlesim/action/RotateAbsolute。当您想要从命令行或代码中执行操作时,您将需要此选项。

5、 ros2 action info(详细信息)

您可以使用以下命令进一步了解和查看/tuttle1/rotate_absolute操作:

ros2 action info /turtle1/rotate_absolute

会得到如下回复:

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action info /turtle1/rotate_absolute
Action: /turtle1/rotate_absolute
Action clients: 1
    /teleop_turtle
Action servers: 1
    /turtlesim

这告诉了我们之前在每个节点上运行ros2节点信息所学到的内容:/teolep_turtle节点有一个动作客户端,/turtlesim节点有一台动作服务器,用于/turtle1/rotate_absolute动作。

6、 ros2 interface show(接口结构)

在自己发送或执行行动目标之前,还需要一条信息,那就是行动类型的结构。回想一下,在运行命令ros2 action list-t时,您标识了/tuttle1/rotate_absolute的类型。在终端中输入具有操作类型的以下命令:

ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute.action

会得到如下回复:

nvidia@ubuntu:~$ ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute.action
# The desired heading in radians
float32 theta
---
# The angular displacement in radians to the starting position
float32 delta
---
# The remaining rotation in radians
float32 remaining

此消息的第一部分位于---之上,是目标请求的结构(数据类型和名称)。下面是结果的结构。最后一部分是反馈的结构。

7 、ros2 action send_goal

现在,让我们使用以下语法从命令行发送一个操作目标:

ros2 action send_goal   

<values>需要采用YAML格式。

关注turtlesim窗口,并在终端中输入以下命令:

ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"

会得到如下回复:

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"
Waiting for an action server to become available...
Sending goal:
     theta: 1.57
​
Goal accepted with ID: 5cd8eb561348477abbb532fc816ce792
​
Result:
    delta: 1.5680029392242432
​
Goal finished with status: SUCCEEDED

所有目标都有一个唯一的ID,显示在返回消息中。您还可以看到结果,一个名为delta的字段,它是到起始位置的位移。要查看此目标的反馈,请在上次运行的命令中添加--feedback。首先,确保改变θ的值。运行上一个命令后,乌龟将已经处于1.57弧度的方向,因此除非您传递新的θ,否则它不会移动。

ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: -1.57}" --feedback

会看到连续的打印输出:

nvidia@ubuntu:~$ ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: -1.57}" --feedback
Waiting for an action server to become available...
Sending goal:
     theta: -1.57
​
Feedback:
    remaining: -1.046811819076538
​
Goal accepted with ID: 9d189d65de984057ad9c92f6b7580e39
​
Feedback:
    remaining: -1.0308117866516113
​
Feedback:
    remaining: -1.0148117542266846
​
。。。。。。。。
​
​
Feedback:
    remaining: -0.006811380386352539
​
Result:
    delta: 1.0400004386901855
​
Goal finished with status: SUCCEEDED

你将继续收到反馈,剩余的弧度,直到目标完成。

8、总结

        动作就像服务,允许您执行长期运行的任务,提供定期反馈,并且可以取消。

        机器人系统可能会使用动作进行导航。动作目标可以告诉机器人移动到某个位置。当机器人导航到该位置时,它可以沿途发送更新(即反馈),然后在到达目的地后发送最终结果消息。

        Turtlesim有一个动作服务器,动作客户端可以向其发送旋转乌龟的目标。在本教程中,您对动作/turtle1/rotate_absolute进行了详细了解,以更好地了解动作是什么、以及它们是如何工作的。

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