ROS 学习笔记（8）—— 服务数据的定义与使用

2023-12-09 14:01:57

服务数据的定义与使用

1、前言
2、模型
3、开始自定义服务
4、小知识

1、前言

在前面两篇文章中《客户端 Client 的编程实现》、《服务端Server的编程实现》学习到了 Spawn 和Trigger 两种已经在 ROS 中已经定义好的服务数据类型的使用方式。但在很多场景下面这种 ROS 已经定义好的服务数据类型并不能完全满足我们的需求。而在之前《话题消息的定义与使用》我们自定义的话题消息中，我们使一个发布者 Publisher 和订阅者 Subscriber 不断地发布和订阅 Person 信息，但我们现在不希望 Publisher 不断地发送数据，更希望用 Service 的机制每 request 一次才去发送一次，同时可以知道是否发送成功，那我们就需要使用到 Service 服务数据的定义了。

2、模型

3、开始自定义服务

步骤一：定义 srv 文件

在learning_service目录下新建srv文件夹，用来存放后续的服务类文件。

与之前一样，在srv文件夹下新建Person.srv文件，输入以下内容并保存：

string name
uint8  age
uint8  sex

uint8 unknown = 0
uint8 male    = 1
uint8 female  = 2

---
string result

1、上一篇提到，---上方指的是 request 的内容，---下方指的是 response 的内容。
2、这里写的并不是cpp，也不是python。但他在编译过程中会由ros自动编译成cpp或python。

步骤二：在 package.xml 中添加功能包依赖

打开learning_service文件夹下的package.xml文件。

如果你的电脑安装了浏览器，xml文件可能会由浏览器默认打开，不能编辑。可以在这个目录下打开命令行，输入gedit package.xml指令打开文件。

在最下方如图所示的地方添加以下语句，并保存：

<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>

<build_depend>用于添加编译依赖，这里添加message_generation功能包
<exec_depend<用于添加执行依赖，这里添加message_runtime功能包

步骤三：在 CMakeLists.txt 添加编译选项

打开learning_service文件夹下的CMakeLists.txt。

在最上方的find_package中添加message_generation：这一步是为了添加功能包依赖。

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找到Declare ROS dynamic reconfigure parameters的位置，在上方添加如下语句：

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

第一句话，告诉编译器Person.srv是我们定义的服务接口
第二句话，告诉编译器在编译Person.srv文件的时候，需要依赖哪些库/包。这里我们需要依赖std_msgs，刚刚我们写的如string、uint8，就是在std_msgs中定义的。

找到catkin specific configuration（即## Build ##上方），在图示位置修改以下语句：

CATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim message_runtime

做完以上三步，保存退出。

回到工作空间的根目录catkin_ws下，打开命令行，输入指令catkin_make进行编译。

编译成功后，可以在/learning_topic/devel/include/learning_service/路径下，找到刚刚编写的Person.srv文件已经被编译成为Person.h文件。

注意到该路径下相比于自定义话题多了两个文件，分别是PersonReq uest.h和PersonResp onse.h，这是因为刚刚编写的/srv/Person.srv文件中的---起了作用，---上方的内容会编译成PersonReq uest.h，---下方的内容会编译成PersonResp onse.h，但是这两个.h都会被Person.h包含，所以我们在用的时候只需要include Person.h即可，它会自动包含另外两个.h文件。

Person.h 里包含另外两个.h：

步骤四：编写 cpp 程序

在图示路径下使用touch命令建立两个cpp文件，命名为person_client.cpp和person_server.cpp。代码如下。

person_client.cpp：

/**
 * 该例程将请求/show_person服务，服务数据类型learning_service::Person
 */

#include <ros/ros.h>
#include "learning_service/Person.h"

int main(int argc, char** argv)
{
    // 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "person_client");

    // 创建节点句柄
	ros::NodeHandle node;

    // 发现/spawn服务后，创建一个服务客户端，连接名为/spawn的service
	ros::service::waitForService("/show_person");
	ros::ServiceClient person_client = node.serviceClient<learning_service::Person>("/show_person");

    // 初始化learning_service::Person的请求数据
	learning_service::Person srv;
	srv.request.name = "Tom";
	srv.request.age  = 20;
	srv.request.sex  = learning_service::Person::Request::male;

    // 请求服务调用
	ROS_INFO("Call service to show person[name:%s, age:%d, sex:%d]", 
			 srv.request.name.c_str(), srv.request.age, srv.request.sex);

	person_client.call(srv);

	// 显示服务调用结果
	ROS_INFO("Show person result : %s", srv.response.result.c_str());

	return 0;
};

person_server.cpp：

/**
 * 该例程将执行/show_person服务，服务数据类型learning_service::Person
 */
 
#include <ros/ros.h>
#include "learning_service/Person.h"

// service回调函数，输入参数req，输出参数res
bool personCallback(learning_service::Person::Request  &req,
         			learning_service::Person::Response &res)
{
    // 显示请求数据
    ROS_INFO("Person: name:%s  age:%d  sex:%d", req.name.c_str(), req.age, req.sex);

	// 设置反馈数据
	res.result = "OK";

    return true;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    // ROS节点初始化
    ros::init(argc, argv, "person_server");

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;

    // 创建一个名为/show_person的server，注册回调函数personCallback
    ros::ServiceServer person_service = n.advertiseService("/show_person", personCallback);

    // 循环等待回调函数
    ROS_INFO("Ready to show person informtion.");
    ros::spin();

    return 0;
}

cpp文件编写好后，再次编写刚刚的CMakeLists.txt文件，对刚刚编写cpp内容进行配置。

找到## Install ##位置的上方，添加以下语句，保存。

说明：这里相比之前配置CMakeLists.txt，多了add_dependencies的语句目的是让可执行文件（前两句做的工作）和动态生成的文件产生依赖关系

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)

步骤五：编译、运行

步骤和之前的一模一样。（注意如果之前没有修改过.bashrc文件的话就需要在每次打开新终端运行rosrun命令前执行一次source devel/setup.bash语句）

cd ~/catkin_ws
catkin_make
roscore
rosrun learning_service person_server
rosrun learning_service person_client

如果已经修改过环境变量，并且可以找到功能包对应的可执行文件，然而执行rosrun命令时也无法自动补全功能包名称，这个时候执行一遍rospack list命令即可。

4、小知识

每次运行一个新的程序之前，最好先把 roscore 重启一遍，因为在 roscore 里面有一个参数服务器，如果程序运行很多的话，里面可能会有些参数名字一样，就会有可能产生冲突，会造成一些莫名其妙的问题，比如说某个功能包找不到、某个程序执行不了、明明之前是没问题的但是突然就用不了了。这个时候就要检查一下你的 roscore 是不是一直运行，如果是的话，里面已经保存了很多以前的参数，需要把它给清掉。

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