Actionlib是ROS非常重要的库,像执行各种运动的动作,例如控制手臂去抓取一个杯子,这个过程可能复杂而漫长,执行过程中还可能强制中断或反馈信息,这时Actionlib就能大展伸手了。

1.原理

1.1功能

在任何一个比较大的基于ROS的系统,都会有这样的情况,向某个节点发送请求执行某一个任务,并返回相应的执行结果,这种通常用ROS的服务(services)完成。然而,有一些情况服务执行的时间很长,在执行中想要获得任务处理的进度,或可能取消执行任务,Actionlib就能实现这样的功能,它是ROS的一个非常重要的库。可以实现一些简单的状态机功能,算的上是SMACH的一个弱化版。

1.2框架

如下图所示, Actionlib的框架实际是一种特殊的客户-服务的模式。除了服务请求的功能外,还可以实时获取服务器执行任务的进度状态,以及强制中断服务的功能。

2.例子

下面以洗碟子为例子,实现客户端调用服务器执行洗盘子的动作。这个例子是官网的一个改进版本,涵盖actionli的基本功能,例如获取服务器执行任务的进度状态,强制终端服务的功能,服务活动状态提示。

2.1服务服务端实现

服务端实现了服务器执行任务的反馈信息,中断抢占功能。具体实现较为简单,反馈信息通过发布反馈的消息实现,中断抢占通过注册中断毁掉函数实现,代码如下:

//这是actionlib的服务端

#include <first_actionlib_sample/DoDishesAction.h>
#include <actionlib/server/simple_action_server.h> //这样定义下会用起来简洁许多
typedef actionlib::SimpleActionServer<first_actionlib_sample::DoDishesAction> Server; class DoDishesActionServer
{
public:
DoDishesActionServer(ros::NodeHandle n):
server(n, "do_dishes",
boost::bind(&DoDishesActionServer::ExecuteCb, this, _1), false)
{
//注册抢占回调函数
server.registerPreemptCallback(boost::bind(&DoDishesActionServer::preemptCb, this));
} //启动服务
void Start()
{
server.start();
} //回调函数,在此添加代码实现你要的功能
void ExecuteCb(const first_actionlib_sample::DoDishesGoalConstPtr& goal) {
// 在次添加你所要实现的功能
ROS_INFO("Received goal,the dish id is :%d", goal->dishwasher_id);
//反馈
first_actionlib_sample::DoDishesFeedback feedback;
ros::Rate rate();
int cur_finished_i = ;
int toal_dish_num = ;
for(cur_finished_i = ; cur_finished_i <= toal_dish_num; cur_finished_i++)
{
if(!server.isActive())break; ROS_INFO("Cleanning the dish::%d", cur_finished_i);
feedback.percent_complete = cur_finished_i/10.0;
server.publishFeedback(feedback);
rate.sleep();
}
first_actionlib_sample::DoDishesResult result;
result.toal_dishes_cleaned = cur_finished_i; if(server.isActive())server.setSucceeded(); } //中断回调函数
void preemptCb()
{
if(server.isActive()){
server.setPreempted();//强制中断
}
} Server server;
}; int main(int argc, char** argv) {
ros::init(argc, argv, "do_dishes_server");
ros::NodeHandle n;
//初始化,绑定回调函数 DoDishesActionServer actionServer(n);
//启动服务器,等待客户端信息到来
actionServer.Start();
ros::spin();
return ;
}

2.2客户端实现

客户端注册了三个毁掉函数,DoneCb,ActivCb,FeedbackCb,分别地,DoneCb:用于监听服务器任务执行完后的相应消息以及客户端的相应处理,ActivCb:服务器任务被激活时的消息提示以及客户端的相应处理,FeedbackCb:接收服务器的反馈消息以及客户端的相应处理。代码如下:

//这是actionlib的客户端

#include <first_actionlib_sample/DoDishesAction.h>
//#include <actionlib_msgs/GoalStatusArray.h>
#include <actionlib/client/simple_action_client.h> //这样定义下会用起来简洁许多
typedef actionlib::SimpleActionClient<first_actionlib_sample::DoDishesAction> Client; class DoDishesActionClient {
private:
// Called once when the goal completes
void DoneCb(const actionlib::SimpleClientGoalState& state,
const first_actionlib_sample::DoDishesResultConstPtr& result) {
ROS_INFO("Finished in state [%s]", state.toString().c_str());
ROS_INFO("Toal dish cleaned: %i", result->toal_dishes_cleaned);
ros::shutdown();
} // 当目标激活的时候,会调用一次
void ActiveCb() {
ROS_INFO("Goal just went active");
} // 接收服务器的反馈信息
void FeedbackCb(
const first_actionlib_sample::DoDishesFeedbackConstPtr& feedback) {
ROS_INFO("Got Feedback Complete Rate: %f", feedback->percent_complete);
}
public:
DoDishesActionClient(const std::string client_name, bool flag = true) :
client(client_name, flag) {
} //客户端开始
void Start() {
//等待服务器初始化完成
client.waitForServer();
//定义要做的目标
first_actionlib_sample::DoDishesGoal goal;
goal.dishwasher_id = ;
//发送目标至服务器
client.sendGoal(goal,
boost::bind(&DoDishesActionClient::DoneCb, this, _1, _2),
boost::bind(&DoDishesActionClient::ActiveCb, this),
boost::bind(&DoDishesActionClient::FeedbackCb, this, _1));
//等待结果,时间间隔5秒
client.waitForResult(ros::Duration(10.0)); //根据返回结果,做相应的处理
if (client.getState() == actionlib::SimpleClientGoalState::SUCCEEDED)
printf("Yay! The dishes are now clean");
else {
ROS_INFO("Cancel Goal!");
client.cancelAllGoals();
} printf("Current State: %s\n", client.getState().toString().c_str());
}
private:
Client client;
}; int main(int argc, char** argv) {
ros::init(argc, argv, "do_dishes_client");
DoDishesActionClient actionclient("do_dishes", true);
//启动客户端
actionclient.Start();
ros::spin();
return ;
}

另一个客户端的实现代码基本相同,只是节点的名字有所不同,这里略去,详细实现请查看附件的源码。主要用于测试抢占中断功能。

2.3CMakeLists编写 

cmake_minimum_required(VERSION ..)
project(first_actionlib_sample) find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
actionlib
actionlib_msgs
roscpp
rospy
std_msgs
) ## Generate actions in the 'action' folder
add_action_files(
DIRECTORY action
FILES
DoDishes.action
) ## Generate added messages and services with any dependencies listed here
generate_messages(
DEPENDENCIES
actionlib_msgs# std_msgs
) catkin_package() ###########
## Build ##
###########
include_directories(
${catkin_INCLUDE_DIRS}
) ## Declare a C++ executable
add_executable(do_dishes_action_client_node src/DoDishesActionClient.cpp)
add_executable(do_dishes_action_client_node1 src/DoDishesActionClient1.cpp)
add_executable(do_dishes_action_server_node src/DoDishesActionServer.cpp) ## Add cmake target dependencies of the executable
## same as for the library above
add_dependencies(do_dishes_action_client_node ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})
add_dependencies(do_dishes_action_client_node1 ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})
add_dependencies(do_dishes_action_server_node ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})
## Specify libraries to link a library or executable target against
target_link_libraries(do_dishes_action_client_node
${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(do_dishes_action_client_node1
${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(do_dishes_action_server_node
${catkin_LIBRARIES}
)

2.4package.xml编写

添加actionlib的编译和执行依赖,如下

<build_depend>actionlib</build_depend>
<build_depend>actionlib_msgs</build_depend>
<run_depend>actionlib</run_depend>
<run_depend>actionlib_msgs</run_depend>

2.5测试

2.5.1 启动

消息反馈和中断抢占的演示,首先启动服务器,然后分别启动两个客户端,执行命令如下:

首先,启动服务器
rosrun first_actionlib_sample do_dishes_action_server_node
然后,启动客户端1
rosrun first_actionlib_sample do_dishes_action_client_node
接着,启动客户端2

rosrun first_actionlib_sample do_dishes_action_client_node1

2.5.2 结果

服务器结果如下:

[ INFO] [1477561873.888082387]: Received goal,the dish id is :
[ INFO] [1477561876.795322950]: PreemptCb!
[ INFO] [1477561876.795370142]:
[ INFO] [1477561876.795428811]: Set Preempted!
[ INFO] [1477561876.888346882]: Received goal,the dish id is :
[ INFO] [1477561886.888599364]:

客户端1被被客户端2中断结果如下:

[ INFO] [1477561873.888199741]: Goal just went active
[ INFO] [1477561873.888272439]: Got Feedback Complete Rate: 0.100000
[ INFO] [1477561874.888483533]: Got Feedback Complete Rate: 0.200000
[ INFO] [1477561875.888816424]: Got Feedback Complete Rate: 0.300000
[ INFO] [1477561876.795693526]: Finished in state [PREEMPTED]
[ INFO] [1477561876.795754009]: Toal dish cleaned:
Current State: PREEMPTED

客户端2结果显示如下:

[ INFO] [1477561876.888648770]: Goal just went active
[ INFO] [1477561876.888753797]: Got Feedback Complete Rate: 0.100000
[ INFO] [1477561877.888792417]: Got Feedback Complete Rate: 0.200000
[ INFO] [1477561878.888906824]: Got Feedback Complete Rate: 0.300000
[ INFO] [1477561879.888699775]: Got Feedback Complete Rate: 0.400000
[ INFO] [1477561880.888896675]: Got Feedback Complete Rate: 0.500000
[ INFO] [1477561881.889008655]: Got Feedback Complete Rate: 0.600000
[ INFO] [1477561882.888785829]: Got Feedback Complete Rate: 0.700000
[ INFO] [1477561883.888789072]: Got Feedback Complete Rate: 0.800000
[ INFO] [1477561884.888667138]: Got Feedback Complete Rate: 0.900000
[ INFO] [1477561885.888919402]: Got Feedback Complete Rate: 1.000000
[ INFO] [1477561886.889587174]: Finished in state [SUCCEEDED]
[ INFO] [1477561886.889736499]: Toal dish cleaned:
Yay! The dishes are now cleanCurrent State: SUCCEEDED

3.源码

下载地址:the_first_actionlib_sample

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