ROS2学习之旅(15)——编写简单的服务和客户节点(C++)
当节点使用服务进行通信时,发送数据请求的节点称为客户节点,响应请求的节点称为服务节点。请求和响应的结构由.srv
文件决定。
本文的例子是一个简单的整数加法系统:一个节点请求两个整数的和,另一个节点响应结果。
1.创建功能包
在开始之前,确保ROS2的环境变量正确配置。
其次,包应该在src
目录下,不是在工作空间的根目录下。所以,导航到dev_ws
下,并创建一个新的包:
ros2 pkg create --build-type ament_cmake cpp_srvcli --dependencies rclcpp example_interfaces
终端将返回一条消息,验证cpp_srvcli
包及其所有必需的文件和文件夹的创建。
going to create a new package
package name: cpp_srvcli
destination directory: /home/**/dev_ws/src
package format: 3
version: 0.0.0
description: TODO: Package description
maintainer: ['** <**@todo.todo>']
licenses: ['TODO: License declaration']
build type: ament_cmake
dependencies: ['rclcpp', 'example_interfaces']
creating folder ./cpp_srvcli
creating ./cpp_srvcli/package.xml
creating source and include folder
creating folder ./cpp_srvcli/src
creating folder ./cpp_srvcli/include/cpp_srvcli
creating ./cpp_srvcli/CMakeLists.txt
--dependencies
参数将自动将必要的依赖项添加到package.xml
和CMakeLists.txt
。example_interfaces
是包含.srv
文件的包,通过此来构造请求和响应:
int64 a
int64 b
---
int64 sum
前两行是请求的参数,破折号下面是响应的参数。在以后的项目中,往往会自己编写.srv
文件。
1.1更新package.xml
由于在包创建过程中使用了--dependencies
选项,所以不必手动向package.xml
或CMakeLists.txt
添加依赖项。
但是,与往常一样,请确保将描述、维护人员电子邮件和名称以及许可信息添加到package.xml
。
<description>C++ client server tutorial</description>
<maintainer email="you@email.com">Your Name</maintainer>
<license>Apache License 2.0</license>
2.编写服务节点
在dev_ws/src/cpp_srvcli/src
文件夹下,创建一个名为add_two_ints_server.cpp
的新文件(可以使用touch
命令),并将以下代码粘贴到其中:
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp"
#include <memory>
void add(const std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request> request,
std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Response> response)
{
response->sum = request->a + request->b;
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Incoming request\na: %ld" " b: %ld",
request->a, request->b);
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "sending back response: [%ld]", (long int)response->sum);
}
int main(int argc, char **argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
std::shared_ptr<rclcpp::Node> node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_server");
rclcpp::Service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr service =
node->create_service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints", &add);
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Ready to add two ints.");
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
}
2.1审阅代码
前两个#include
语句是包的依赖项。
add
函数从请求中获取两个整数,并将其和提供给响应,同时使用日志通知控制台其状态。
void add(const std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request> request,
std::shared_ptr<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Response> response)
{
response->sum = request->a + request->b;
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Incoming request\na: %ld" " b: %ld",
request->a, request->b);
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "sending back response: [%ld]", (long int)response->sum);
}
main
函数的实现如下,逐行执行:
- 初识化ROS2 C++库:
rclcpp::init(argc, argv);
- 创建一个名为
add_two_ints_server
的节点:
std::shared_ptr<rclcpp::Node> node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_server");
- 为该节点创建一个名为
add_two_ints
的服务,并通过&add
方法自动在网络上发布它:
rclcpp::Service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr service =
node->create_service<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints", &add);
- 当节点准备好时,打印log信息:
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Ready to add two ints.");
- 启动节点,使得节点可用:
rclcpp::spin(node);
2.2添加可执行程序
add_executable
宏生成一个可以使用ros2 run
运行的可执行文件。将以下代码块添加到CMakeLists.txt
中,创建一个名为server
的可执行文件:
add_executable(server src/add_two_ints_server.cpp)
ament_target_dependencies(server rclcpp example_interfaces)
为了让ros2 run
可以找到可执行文件,在文件末尾ament_package()
之前添加以下代码:
install(TARGETS
server
DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})
至此,server
创建完毕。
3.编写客户节点
在dev_ws/src/cpp_srvcli/src
文件夹中,创建一个名为add_two_ints_client.cpp
的新文件,并将以下代码粘贴到其中:
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "example_interfaces/srv/add_two_ints.hpp"
#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <memory>
using namespace std::chrono_literals;
int main(int argc, char **argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
if (argc != 3) {
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "usage: add_two_ints_client X Y");
return 1;
}
std::shared_ptr<rclcpp::Node> node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_client");
rclcpp::Client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr client =
node->create_client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints");
auto request = std::make_shared<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request>();
request->a = atoll(argv[1]);
request->b = atoll(argv[2]);
while (!client->wait_for_service(1s)) {
if (!rclcpp::ok()) {
RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Interrupted while waiting for the service. Exiting.");
return 0;
}
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "service not available, waiting again...");
}
auto result = client->async_send_request(request);
// Wait for the result.
if (rclcpp::spin_until_future_complete(node, result) ==
rclcpp::FutureReturnCode::SUCCESS)
{
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Sum: %ld", result.get()->sum);
} else {
RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Failed to call service add_two_ints");
}
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
3.1审阅代码
与服务节点类似,以下代码行创建客户节点:
std::shared_ptr<rclcpp::Node> node = rclcpp::Node::make_shared("add_two_ints_client");
rclcpp::Client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>::SharedPtr client =
node->create_client<example_interfaces::srv::AddTwoInts>("add_two_ints");
接下来,创建请求。它的结构由前面提到的.srv
文件定义。
auto request = std::make_shared<example_interfaces::srv::AddTwoInts::Request>();
request->a = atoll(argv[1]);
request->b = atoll(argv[2]);
while
循环给客户节点1秒的时间来搜索网络中的服务节点。如果找不到,它就会继续等待。
RCLCPP_INFO(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "service not available, waiting again...");
如果客户节点被取消(例如,在终端中输入Ctrl+C),它将返回一个错误日志消息,说明它被中断了。
RCLCPP_ERROR(rclcpp::get_logger("rclcpp"), "Interrupted while waiting for the service. Exiting.");
return 0;
然后客户节点发送它的请求,启动节点直到收到响应,或者失败。
3.2添加可行性程序
返回CMakeLists.txt
为新节点添加可执行文件和目标。从自动生成的文件中删除一些不必要的信息后,整体的CMakeLists.txt
应该是这样的:
cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(cpp_srvcli)
find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(example_interfaces REQUIRED)
add_executable(server src/add_two_ints_server.cpp)
ament_target_dependencies(server
rclcpp example_interfaces)
add_executable(client src/add_two_ints_client.cpp)
ament_target_dependencies(client
rclcpp example_interfaces)
install(TARGETS
server
client
DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})
ament_package()
4.编译和运行
在工作空间dev_ws
的根目录下运行rosdep
,在编译之前检查缺失的依赖是一个很好的做法:
rosdep install -i --from-path src --rosdistro foxy -y
回到工作空间的根目录,并编译包:
colcon build --packages-select cpp_srvcli
打开一个新的终端,导航到dev_ws
,source配置文件:
. install/setup.bash
接下来运行服务节点:
ros2 run cpp_srvcli server
此时,终端返回:
[INFO] [rclcpp]: Ready to add two ints.
打开另一个终端,再次从dev_ws
中source配置文件。启动客户端节点,后面跟着以空格分隔的任意两个整数:
ros2 run cpp_srvcli client 2 3
此时,终端返回:
[INFO] [rclcpp]: Sum: 5
返回服务节点正在运行的终端,将看到收到请求以及它发回的响应:
[INFO] [rclcpp]: Incoming request
a: 2 b: 3
[INFO] [rclcpp]: sending back response: [5]
5.总结
本文创建了两个节点来进行服务请求和响应数据,并将它们的依赖项和可执行文件添加到包配置文件中,以便编译和运行它们,并查看工作中的服务/客户机系统。
如果给您带来帮助,希望能给点个关注,以后还会陆续更新有关机器人的内容,点个关注不迷路~欢迎大家一起交流学习。
都看到这了,点个推荐再走吧~
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