了解服务

目标: 使用命令行工具学习ROS 2中的服务。

教程级别: 初学者

时间: 10分钟

背景

服务是ROS图中节点之间的另一种通信方法。服务基于调用-响应模型,而不是主题的发布-订阅模型。虽然主题允许节点订阅数据流并获得持续更新,但服务仅在客户端特定调用时提供数据。

../../../_images/Service-SingleServiceClient.gif ../../../_images/Service-MultipleServiceClient.gif

先决条件

在本教程中提到的一些概念,如 节点话题,在系列教程中已经介绍过了。

你需要安装 turtlesim 包

像往常一样,在 每个新开的终端中 都不要忘记加载 ROS 2 。

任务

1 设置

启动两个 turtlesim 节点,/turtlesim/teleop_turtle

打开一个新的终端并运行:

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打开另一个终端并运行:

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

2 ros2 service list

在新终端中运行 ros2 service list 命令将返回当前系统中所有活动服务的列表:

/clear
/kill
/reset
/spawn
/teleop_turtle/describe_parameters
/teleop_turtle/get_parameter_types
/teleop_turtle/get_parameters
/teleop_turtle/list_parameters
/teleop_turtle/set_parameters
/teleop_turtle/set_parameters_atomically
/turtle1/set_pen
/turtle1/teleport_absolute
/turtle1/teleport_relative
/turtlesim/describe_parameters
/turtlesim/get_parameter_types
/turtlesim/get_parameters
/turtlesim/list_parameters
/turtlesim/set_parameters
/turtlesim/set_parameters_atomically

你会发现两个节点都有相同的六个以``parameters``结尾的服务。ROS 2中几乎每个节点都有这些基础设施服务,参数就是构建在这些服务之上的。下一个教程将更多地介绍参数。在本教程中,将省略对参数服务的讨论。

现在,让我们专注于turtlesim特定的服务,/clear/kill/reset/spawn/turtle1/set_pen/turtle1/teleport_absolute``和/turtle1/teleport_relative``。你可能还记得在 使用turtlesim、ros2和rqt 教程中使用rqt与其中一些服务进行交互。

3 ros2服务类型

服务具有描述服务的请求和响应数据结构的类型。服务类型的定义类似于主题类型,但服务类型由请求部分和响应部分组成。

要找出服务的类型,请使用以下命令:

ros2 service type <service_name>

让我们来看一下 turtlesim 的 /clear 服务。在新的终端中,输入以下命令:

ros2 service type /clear

预期的输出应为:

std_srvs/srv/Empty

Empty 类型表示服务调用在发送请求时不发送任何数据,在接收响应时也不接收任何数据。

3.1 ros2 service list -t

要同时查看所有活动服务的类型,可以将``--show-types``选项(缩写为``-t``)附加到``list``命令后面:

ros2 service list -t

将返回:

/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]
...

4 ros2 service find

如果您想找到特定类型的所有服务,请使用以下命令:

ros2 service find <type_name>

例如,您可以通过以下方式找到所有“Empty”类型的服务:

ros2 service find std_srvs/srv/Empty

将返回:

/clear
/reset

5 ros2 interface show

您可以从命令行调用服务,但首先需要了解输入参数的结构。

ros2 interface show <type_name>

在“/clear”服务的类型“Empty”上尝试一下:

ros2 interface show std_srvs/srv/Empty

将返回:

---

--- 分隔了请求结构(上方)和响应结构(下方)。但是,正如您之前学到的那样,Empty 类型不发送或接收任何数据。因此,它的结构自然为空白。

让我们来查看一个发送和接收数据的服务类型,比如 /spawn。通过 ros2 service list -t 的结果,我们知道 /spawn 的类型是 turtlesim/srv/Spawn

要查看 /spawn 服务的请求和响应参数,请运行以下命令:

ros2 interface show turtlesim/srv/Spawn

将返回:

float32 x
float32 y
float32 theta
string name # Optional.  A unique name will be created and returned if this is empty
---
string name

--- 行上方的信息告诉我们调用 /spawn 需要的参数。xytheta 决定了生成的乌龟的二维姿态,而 name 显然是可选的。

下划线以下的信息在这种情况下不是您需要了解的内容,但它可以帮助您理解调用返回的响应的数据类型。

6 ros2 服务调用

既然您知道了什么是服务类型,如何找到服务的类型,以及如何找到该类型参数的结构,您可以使用以下命令调用服务:

ros2 service call <service_name> <service_type> <arguments>

<arguments> 部分是可选的。例如,您知道 Empty 类型的服务没有任何参数:

ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty

该命令将清除乌龟绘制的所有线条,使得乌龟仿真窗口变空白。

../../../_images/clear.png

现在让我们通过调用``/spawn``并设置参数来生成一个新的乌龟。在从命令行进行服务调用时,输入的``<arguments>``需要使用YAML语法。

输入以下命令:

ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: ''}"

您将会看到方法式的视图,了解正在发生的情况,然后获得服务的响应:

requester: making request: turtlesim.srv.Spawn_Request(x=2.0, y=2.0, theta=0.2, name='')

response:
turtlesim.srv.Spawn_Response(name='turtle2')

您的乌龟仿真窗口将立即更新,显示新生成的乌龟:

../../../_images/spawn1.png

总结

节点可以使用ROS 2中的服务进行通信。与话题不同,话题是一种单向通信模式,其中一个节点发布信息,可以由一个或多个订阅者消费。服务是一种请求/响应模式,其中客户端向提供服务的节点发出请求,服务处理请求并生成响应。

通常情况下,你不应该使用服务进行连续调用;更适合使用话题或者甚至是动作。

在本教程中,你使用命令行工具来识别、内省和调用服务。

下一步

在下一个教程中,理解参数,你将学习如何配置节点设置。