ROS应用开发入门服务数据的定义和使用

ROS是机器人操作系统的简称，本文介绍ROS应用开发入门，服务数据的定义和使用。客户端和服务端之间通讯都使用服务数据(service data)。本文先定义一个服务数据，编译成功后，用一个服务端和一个客户端进行验证，客户端也可以直接用rosservice call，这样客户端不用程序。测试验证先是c++代码，然后是python 代码，你也可选择只看一种你熟悉的。

功能包建立

本文是 ROS 应用开发入门客户端Client的编程的继续，如果你在那文建立了功能包，这里就不用了，直接跳过本节。

在 ROS 开发应用准备：创建工作空间一文中建立了ROS工作空间，现在就建立一个功能包：

cd ~/catkin_ws/src

catkin_create_pkg learning_service std_msgs roscpp rospy geometry_msgs turtlesim

自定义服务数据

cd ~/catkin_ws/src/learning_service

mkdir srv

cd srv

然后新建一个Person.srv 文件

nano Person.srv

文件内容为：

string name
uint8  age
uint8  sexuint8 unknown = 0
uint8 male    = 1
uint8 female  = 2---
string result

我们来看看这个文件的特点：

请求数据和响应数据间用 --- 3个横线 - 隔开，上面是请求数据，下面是响应数据。

上面是发送数据，没有赋值的是数据类型，赋值了的可能是枚举类，所以需要输入3个变量 string name, uint8 age, uint8 sex

下面是响应数据，这里只是一个string

回到工程包目录下，打开并编辑package.xml：

cd ~/catkin_ws/src/learning_service

nano package.xml

添加下面2行：

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

添加的位置是参考下面位置，就是<export> 前面注释上面：

 <exec_depend>roscpp</exec_depend><exec_depend>rospy</exec_depend><exec_depend>std_msgs</exec_depend><exec_depend>turtlesim</exec_depend><build_depend>message_generation</build_depend><exec_depend>message_runtime</exec_depend><!-- The export tag contains other, unspecified, tags --><export>

然后打开并编辑CMakeLists.txt，总共3处

nano CMakeLists.txt

先在find_package 里添加 message_generation
添加后如下所示：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTSgeometry_msgsroscpprospystd_msgsturtlesimmessage_generation
)

添加如下代码，也可以作为2行，

add_service_files(FILESPerson.srv
)generate_messages(DEPENDENCIESstd_msgs
)

添加位置参看如下：

## Generate added messages and services with any dependencies listed here
# generate_messages(
#   DEPENDENCIES
#   geometry_msgs#   std_msgs
# )add_service_files(FILESPerson.srv
)generate_messages(DEPENDENCIESstd_msgs
)################################################
## Declare ROS dynamic reconfigure parameters ##
################################################

在catkin_package里，取消 CATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim行的注释，并添加 message_runtime
效果如下：

catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES learning_topicCATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim message_runtime
#  DEPENDS system_lib
)

修改完这2个文件后，就在工作空间编译。

编译必须回到 ~/catkin_ws 目录下

cd ~/catkin_ws

catkin_make

如果编译成功，这样服务数据就定义准备好了。

看看编译最后阶段信息

Scanning dependencies of target learning_service_generate_messages_py
[ 40%] Generating Python code from SRV learning_service/Person
[ 45%] Generating Python srv __init__.py for learning_service
[ 45%] Built target turtle_command_server
Scanning dependencies of target learning_service_generate_messages_eus
[ 50%] Generating EusLisp code from learning_service/Person.srv
[ 54%] Generating EusLisp manifest code for learning_service
[ 54%] Built target learning_service_generate_messages_py
Scanning dependencies of target learning_service_generate_messages_nodejs
[ 59%] Generating Javascript code from learning_service/Person.srv
[ 59%] Built target learning_service_generate_messages_nodejs
Scanning dependencies of target learning_service_generate_messages_cpp
[ 63%] Generating C++ code from learning_service/Person.srv
[ 63%] Built target learning_service_generate_messages_cpp
Scanning dependencies of target learning_service_generate_messages_lisp
[ 68%] Generating Lisp code from learning_service/Person.srv
[ 68%] Built target learning_service_generate_messages_lisp
[ 72%] Built target learning_topic_generate_messages_nodejs
[ 77%] Built target learning_topic_generate_messages_cpp
[ 86%] Built target learning_topic_generate_messages_eus
[ 95%] Built target learning_topic_generate_messages_py
[100%] Built target learning_topic_generate_messages_lisp
[100%] Built target learning_topic_generate_messages
[100%] Built target learning_service_generate_messages_eus
Scanning dependencies of target learning_service_generate_messages
[100%] Built target learning_service_generate_messages

看来是为多种语言都准备好了。

c++ 验证源代码

要使用服务数据来验证，需要服务端和客户都2个程序，我们都放在工程目录的src目录下

转到src 目录下，分别建立文件person_client.cpp和 person_server.cpp.cpp

cd ~/catkin_ws/src/learning_service/src

nano person_client.cpp

文件内容是：

/*** 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serviceros::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;
};

nano person_server.cpp

文件内容是：

/*** 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personCallbackros::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;
}

2个文件准备好了。

配置cmake文件

在 ~/catkin_ws/src/learning_service/ 目录下，有个CMakeLists.txt 文件，我们需要修改这个文件

cd ~/catkin_ws/src/learning_service/

nano CMakeLists.txt

在这个文件中添加下面几行，

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)

添加的位置是Build段的末尾参考下面位置，就是 ## install ## 前面，然后上一个客户端，服务端添加各2行的后面：

## Specify libraries to link a library or executable target against
# target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node
#   ${catkin_LIBRARIES}
# )
add_executable(turtle_spawn src/turtle_spawn.cpp)
target_link_libraries(turtle_spawn ${catkin_LIBRARIES})add_executable(turtle_command_server src/turtle_command_server.cpp)
target_link_libraries(turtle_command_server ${catkin_LIBRARIES})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)#############
## Install ##
#############

保存，退出

这样编译配置就完成了。

编译和运行测试

编译必须回到 ~/catkin_ws 目录下

cd ~/catkin_ws

catkin_make

编译后应该source 一次：

source devel/setup.bash

如果编译有错，就要排除错误，编译好了就运行测试。

打开一个终端，启动ros，执行

roscore

再打开一个终端，启动服务端，执行

rosrun learning_service person_server

再打开一个终端，启动客户端：

rosrun learning_service person_client

其实也可以用rosservice 直接作为客户端进行测试

rosservice call /show_person leon 12 2

或者

leon@ubuntu:~$ rosservice call /show_person "name: 'Leon'
age: 50
sex: 20"
程序运行结果如下：客户端先执行2次客户端，然后2次rosservice call，再一次客户端

c++ 验证成功。

python 验证源代码

要验证服务数据，需要服务端和客户端2个程序，我们都放在工程目录的scripts 目录下

转到scripts 目录下，分别建立文件person_client.py 和 person_server.py，没有的话就建立一个(mkdir scripts)。

~/catkin_ws/src/learning_service/scripts

nano person_server.py

文件内容是：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-# 该例程将执行/show_person服务，服务数据类型learning_service::Personimport rospy
from learning_service.srv import Person, PersonResponsedef personCallback(req):# 显示请求数据rospy.loginfo("Person: name:%s  age:%d  sex:%d", req.name, req.age, req.sex)# 反馈数据return PersonResponse("OK")def person_server():# ROS节点初始化rospy.init_node('person_server')# 创建一个名为/show_person的server，注册回调函数personCallbacks = rospy.Service('/show_person', Person, personCallback)# 循环等待回调函数print "Ready to show person informtion."rospy.spin()if __name__ == "__main__":person_server()

nano person_client.py

文件内容是：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-# 该例程将请求/show_person服务，服务数据类型learning_service::Personimport sys
import rospy
from learning_service.srv import Person, PersonRequestdef person_client():# ROS节点初始化rospy.init_node('person_client')# 发现/spawn服务后，创建一个服务客户端，连接名为/spawn的servicerospy.wait_for_service('/show_person')try:person_client = rospy.ServiceProxy('/show_person', Person)# 请求服务调用，输入请求数据response = person_client("Tom", 20, PersonRequest.male)return response.resultexcept rospy.ServiceException, e:print "Service call failed: %s"%eif __name__ == "__main__":#服务调用并显示调用结果print "Show person result : %s" %(person_client())

运行测试

因为python 不需要编译，但需要设置为可执行文件

chmod +x *.py

打开一个终端，启动ros，执行

roscore

先source 一下：

source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

再打开一个终端，启动服务端，执行

rosrun learning_service person_server.py

再打开一个终端，启动客户端：

rosrun learning_service person_client.py

客户端验证也可直接用rosservice call

rosservice call /show_person leon 12 2

或者

leon@ubuntu:~$ rosservice call /show_person "name: 'Leon'
age: 50
sex: 20"

rosservice list 可以列出所有服务名。

程序运行结果如下：

python 验证成功。

rossrv 的使用

rossrv
rossrv is a command-line tool for displaying information about ROS Service types.

Commands:
   rossrv show   Show service description
   rossrv info   Alias for rossrv show
   rossrv list   List all services
   rossrv md5   Display service md5sum
   rossrv package   List services in a package
   rossrv packages   List packages that contain services

Type rossrv <command> -h for more detailed usage

源代码也可以在 https://github.com/huchunxu/ros_21_tutorials 下载

全文介绍到此。