《ROS應用技術》課件-11.ros通信編程

ROS應用開發(fā)技術1.ROS通信編程-話題發(fā)布者（上）01話題介紹與創(chuàng)建步驟02C++創(chuàng)建話題03文件編譯與運行目錄CONTENTS話題介紹與創(chuàng)建步驟ROS中的話題話題是實現(xiàn)節(jié)點間通信的重要機制。消息發(fā)布與訂閱節(jié)點通過話題發(fā)布消息和訂閱消息，實現(xiàn)數據傳輸和共享。話題是ROS中實現(xiàn)節(jié)點之間通信的重要機制，通過話題節(jié)點可以發(fā)布消息和訂閱消息，實現(xiàn)數據的傳輸和共享。話題定義ROS話題發(fā)布者創(chuàng)建步驟節(jié)點與ROS系統(tǒng)其他部分交互的接口。創(chuàng)建消息對象并填充字段，消息是節(jié)點間通信的基本單位。按照一定頻率循環(huán)發(fā)送消息。設置ROS環(huán)境的基礎，啟動新節(jié)點。向ROSMaster注冊節(jié)點信息，包括發(fā)布的話題名和消息類型以及隊列長度。創(chuàng)建句柄創(chuàng)建并初始化消息數據注冊節(jié)點信息循環(huán)發(fā)送消息C++創(chuàng)建話題創(chuàng)建功能包0102使用catkin_create_pkg命令創(chuàng)建功能包。catkin_create_pkglearn_topicstd_msgsrospyroscppgeometry_msgsturtlesim創(chuàng)建功能包進入src文件夾使用cd命令進入工作空間的src文件夾，然后使用catkin_create_pkg命令創(chuàng)建功能包。使用cd命令進入工作空間的src文件夾。cd~/ros_ws/src創(chuàng)建C++文件使用touch命令創(chuàng)建一個名為turtle_velocity_publisher的C++文件touchturtle_velocity_publisher.cpp或者直接使用vi命令創(chuàng)建并打開該文件viturtle_velocity_publisher.cpp編寫速度發(fā)布者程序/*創(chuàng)建一個小海龜的速度發(fā)布者*/#include<ros/ros.h>#include<geometry_msgs/Twist.h>intmain(intargc,char**argv){ros::init(argc,argv,"turtle_velocity_publisher");//ROS節(jié)點初始化ros::NodeHandlen;//這里是創(chuàng)建句柄//創(chuàng)建一個Publisher，發(fā)布名為/turtle1/cmd_vel的topic，消息類型為geometry_msgs::Twist，隊列長度10ros::Publisherturtle_vel_pub=n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel",10);ros::Rateloop_rate(10);//設置循環(huán)的頻率while(ros::ok())

編寫速度發(fā)布者程序

{//初始化需要發(fā)布的消息，類型需與Publisher一致geometry_msgs::Twistturtle_vel_msg;turtle_vel_msg.linear.x=0.8;turtle_vel_msg.angular.z=0.6;turtle_vel_pub.publish(turtle_vel_msg);//發(fā)布速度消息//打印發(fā)布的速度內容ROS_INFO("Publshturtlevelocitycommand[%0.2fm/s,%0.2frad/s]",turtle_vel_msg.linear.x,turtle_vel_msg.angular.z);loop_rate.sleep();//按照循環(huán)頻率延時}return0;CMakelist.txt配置說明生成的可執(zhí)行程序的文件是turtle_velocity_publisheradd_executable說明編譯生成可執(zhí)行文件所需要鏈接的庫。target_link_libraries在CMakelist.txt文件中添加兩行代碼：add_executable(turtle_velocity_publishersrc/turtle_velocity_publisher.cpp)target_link_libraries(turtle_velocity_publisher${catkin_LIBRARIES})文件編譯與運行編譯與運行使用catkin_make命令進行編譯，然后重新source當前的環(huán)境變量。運行程序需要在終端中輸入roscore命令，運行ROS的主節(jié)點。返回工作空間目錄cd~/ros_wscatkin_make命令進行編譯重新source環(huán)境變量sourcedevel/setup.bash運行小海龜節(jié)點程序使用rosrun命令運行小海龜節(jié)點程序，然后同樣使用rosrun命令運行發(fā)布者節(jié)點程序。運行小海龜節(jié)點程序運行發(fā)布者節(jié)點程序rosrunturtlesimturtlesim_noderosrunlearn_topicturtle_velocity_publisher查看節(jié)點列表0201查看節(jié)點列表節(jié)點名為/turtle_velocity_publisher，與代碼中編寫的一致。在終端中使用rosnodelist查看節(jié)點列表，可以看到名為/turtle_velocity_publisher的節(jié)點。節(jié)點名稱使用rosnodelist查看節(jié)點列表。ROS應用開發(fā)技術1.ROS通信編程-話題發(fā)布者（下）01Python創(chuàng)建話題02文件運行03C++與Python對比目錄CONTENTSPython創(chuàng)建話題創(chuàng)建Python腳本文件夾和文件mkdirscripts創(chuàng)建文件創(chuàng)建文件夾touchturtle_velocity_publisher.py或viturtle_velocity_publisher.py編寫Python發(fā)布者節(jié)點代碼importrospyfromgeometry_msgs.msgimportTwistdefturtle_velocity_publisher():rospy.init_node('turtle_velocity_publisher',anonymous=True)#ROS節(jié)點初始化turtle_vel_pub=rospy.Publisher('/turtle1/cmd_vel',Twist,queue_size=8)rate=rospy.Rate(10)#設置循環(huán)的頻率whilenotrospy.is_shutdown():#初始化geometry_msgs::Twist類型的消息turtle_vel_msg=Twist()turtle_vel_msg.linear.x=0.8turtle_vel_msg.angular.z=0.6#發(fā)布消息turtle_vel_pub.publish(turtle_vel_msg)rospy.loginfo("linearis:%0.2fm/s,angularis:%0.2frad/s",turtle_vel_msg.linear.x,turtle_vel_msg.angular.z)rate.sleep()#按照循環(huán)頻率延時編寫Python發(fā)布者節(jié)點代碼if__name__=='__main__':try:turtle_velocity_publisher()exceptrospy.ROSInterruptException:pass添加執(zhí)行權限使用chmod命令為Python文件添加可執(zhí)行權限。sudochmoda+xturtle_velocity_publisher.py注意我們現(xiàn)在并不是root用戶，所以在使用命令添加可執(zhí)行的權限時得在命令前加上sudo，否則我們的操作將無法生效。文件運行驗證Python發(fā)布者節(jié)點rosrunlearn_topicturtle_velocity_publisher.py啟動小海龜節(jié)點啟動ROS主節(jié)點，小海龜節(jié)點程序，以及Python發(fā)布者節(jié)點程序，觀察小海龜的運動。rosrunturtlesimturtlesim_node啟動ROS主節(jié)點roscore啟動Python發(fā)布者節(jié)點C++與Python對比C++與Python創(chuàng)建發(fā)布者流程對比初始化ROS節(jié)點創(chuàng)建句柄注冊節(jié)點信息創(chuàng)建并初始化消息發(fā)布消息C++創(chuàng)建發(fā)布者需要5步，而Python只需要4步，因為Python在初始化節(jié)點時已經完成了句柄創(chuàng)建。Python流程初始化ROS節(jié)點注冊節(jié)點信息創(chuàng)建并初始化消息發(fā)布消息C++流程ROS應用開發(fā)技術2.ROS通信編程-話題訂閱者（上）01概念與創(chuàng)建步驟02文件編寫04節(jié)點通訊圖目錄CONTENTS03文件運行概念與創(chuàng)建步驟話題訂閱者概念0204050301處理消息建立實時消息傳輸通道多訂閱訂閱指定話題，接收其他節(jié)點發(fā)布的消息實時通信話題訂閱者是ROS中用于接收和處理消息的節(jié)點，通過訂閱特定話題，實時接收并處理消息。接收消息一個節(jié)點可訂閱多個話題解耦合調用回調函數處理消息內容節(jié)點之間無需直接通信，提高系統(tǒng)靈活性創(chuàng)建訂閱者步驟循環(huán)等待消息創(chuàng)建句柄節(jié)點是可執(zhí)行文件，使用ROS客戶端庫與其他節(jié)點通信初始化節(jié)點保持節(jié)點活躍，準備接收消息訂閱話題與ROS通信的接口或引用節(jié)點希望接收來自其他節(jié)點發(fā)布到該話題的消息處理訂閱到的消息，解析數據，決定程序進行創(chuàng)建ROS話題訂閱者的步驟分為五步：初始化節(jié)點、創(chuàng)建句柄、訂閱話題、循環(huán)等待消息、在回調函數中處理消息。回調函數處理文件編寫創(chuàng)建C++文件使用touch命令使用touch或vi命令創(chuàng)建名為turtle_pose_subscriber的C++文件。touchturtle_pose_subscriber.cpp使用vi命令viturtle_pose_subscriber.cpp編寫C++訂閱者節(jié)點代碼#include<ros/ros.h>#include"turtlesim/Pose.h"voidturtle_poseCallback(constturtlesim::Pose::ConstPtr&msg){ROS_INFO("Turtlepose:x:%0.3f,y:%0.3f",msg->x,msg->y);}intmain(intargc,char**argv){ros::init(argc,argv,"turtle_pose_subscriber");//初始化ROS節(jié)點ros::NodeHandlen;//這里是創(chuàng)建句柄ros::Subscriberpose_sub=n.subscribe("/turtle1/pose",10,turtle_poseCallback);ros::spin();//循環(huán)等待回調函數return0;}配置CMakelist.txt文件0201在learn_topic功能包目錄下，打開CMakelist.txt文件，在build區(qū)域添加內容，編譯生成可執(zhí)行程序。add_executable(turtle_pose_subscribersrc/turtle_pose_subscriber.cpp)target_link_libraries(turtle_pose_subscriber${catkin_LIBRARIES})target_link_libraries說明編譯生成可執(zhí)行文件所需要鏈接的庫說明生成的可執(zhí)行程序的文件是turtle_pose_subscriberadd_executable文件運行編譯與環(huán)境變量更新sourcedevel/setup.bash更新環(huán)境變量編譯代碼catkin_make啟動ROS主節(jié)點與運行節(jié)點04010302運行速度控制節(jié)點rosrunlearn_topicturtle_pose_subscriberroscorerosrunturtlesimturtle_teleop_key運行小海龜節(jié)點rosrunturtlesimturtlesim_node使用roscore啟動ROS主節(jié)點，運行小海龜節(jié)點和速度控制節(jié)點，再運行訂閱者節(jié)點接收數據。啟動ROS主節(jié)點運行訂閱者節(jié)點節(jié)點通訊圖查看節(jié)點通訊通過rqt_graph工具來查看節(jié)點之間的通訊橢圓代表的是節(jié)點名稱矩形表示的是話題名稱箭頭表示話題消息傳遞的方向ROS應用開發(fā)技術2.ROS通信編程-話題訂閱者（下）01文件編寫02文件運行03C++與Python對比目錄CONTENTS文件編寫Python文件創(chuàng)建在learn_topic目錄下的scripts文件夾中創(chuàng)建名為turtle_pose_subscriber的Python文件。touchturtle_pose_subscriber.py或viturtle_pose_subscriber.py編寫Python訂閱者節(jié)點代碼#!/usr/bin/envpython#-*-coding:utf-8-*-importrospyfromturtlesim.msgimportPosedefposeCallback(msg):rospy.loginfo("Turtlepose:x:%0.3f,y:%0.3f",msg.x,msg.y)defturtle_pose_subscriber():rospy.init_node('turtle_pose_subscriber',anonymous=True)#ROS節(jié)點初始化#創(chuàng)建一個Subscriber，訂閱名為/turtle1/pose的topic，注冊回調函數poseCallbackrospy.Subscriber("/turtle1/pose",Pose,poseCallback)rospy.spin()#循環(huán)等待回調函數if__name__=='__main__':turtle_pose_subscriber()賦予執(zhí)行權限為Python文件添加可執(zhí)行權限。執(zhí)行權限使用chmod命令添加執(zhí)行權限，非root用戶需在命令前加sudo。sudochmoda+xturtle_pose_subscriber.py文件運行驗證Python訂閱者020301啟動主節(jié)點和小海龜節(jié)點啟動ROS主節(jié)點，啟動turtlesim包下的節(jié)點，運行Python訂閱者節(jié)點。roscorerosrunturtlesimturtlesim_noderosrunlearn_topicturtle_pose_subscriber.py運行小海龜速度控制節(jié)點運行訂閱者節(jié)點，持續(xù)接收小海龜發(fā)送的位姿數據rosrunturtlesimturtle_teleop_keyC++與Python對比C++訂閱者程序流程0402050103消息傳遞使用回調函數C++編譯的話題訂閱者程序流程。創(chuàng)建句柄創(chuàng)建訂閱者初始化ROS節(jié)點Python訂閱者程序流程Python編寫的程序流程與C++類似，但不需要手動創(chuàng)建句柄。句柄創(chuàng)建Python會在內部自行完成句柄創(chuàng)建，無需手動創(chuàng)建。ROS應用開發(fā)技術3.ROS通信編程-服務端（上）01功能與創(chuàng)建步驟02文件編寫03文件運行目錄CONTENTS功能與創(chuàng)建步驟ROS服務端功能接收服務請求，執(zhí)行任務，返回結果服務端功能請求-響應模型路徑規(guī)劃、圖像處理、運動控制等服務類型通信模型在ROS中，服務端是提供服務的節(jié)點，通過提供服務來滿足其他節(jié)點的請求。服務端節(jié)點接收來自其他節(jié)點的服務請求，并針對這些請求執(zhí)行相應的任務，然后返回結果給請求方。ROS服務通過請求-響應模型實現(xiàn)節(jié)點之間的通信。通過服務端節(jié)點，ROS系統(tǒng)中的節(jié)點可以提供各種服務，如路徑規(guī)劃、圖像處理、運動控制等，滿足其他節(jié)點的需求。開發(fā)者可以根據具體的應用場景，編寫相應的服務端節(jié)點，實現(xiàn)復雜的機器人控制功能。創(chuàng)建服務端的一般步驟執(zhí)行功能處理，如數據處理、傳感器讀取等將結果發(fā)送回客戶端初始化ROS節(jié)點回調函數定義服務器對象，指定服務類型和回調函數創(chuàng)建Server實例生成應答數據循環(huán)等待設置節(jié)點名稱，初始化ROS通信機制監(jiān)聽客戶端發(fā)送的服務請求文件編寫C++文件創(chuàng)建0201進入src文件夾創(chuàng)建C++文件cdlearn_server/srctouchturtle_vel_command_server.cpp或viturtle_vel_command_server.cpp使用cd命令進入之前創(chuàng)建好的功能包learn_server的src文件夾下，使用touch命令或者vi命令創(chuàng)建一個名為turtle_vel_command_server.cpp的C++文件C++代碼編寫#include<ros/ros.h>#include<geometry_msgs/Twist.h>#include<std_srvs/Trigger.h>ros::Publisherturtle_vel_pub;boolpubvel=false;//service回調函數，輸入參數req，輸出參數resboolpubvelCallback(std_srvs::Trigger::Request&req,std_srvs::Trigger::Response&res){pubvel=!pubvel;ROS_INFO("Doyouwanttopublishthevel?:[%s]",pubvel==true?"Yes":"No");//打印客戶端請求數據//設置反饋數據res.success=true;res.message="Thestatusischanged!";returntrue;}C++代碼編寫intmain(intargc,char**argv){ros::init(argc,argv,"turtle_vel_command_server");ros::NodeHandlen;//創(chuàng)建一個名為/turtle_vel_command的server，注冊回調函數pubvelCallbackros::ServiceServercommand_service=n.advertiseService("/turtle_vel_command",pubvelCallback);//創(chuàng)建一個Publisher，發(fā)布名為/turtle1/cmd_vel的topic，消息類型為geometry_msgs::Twist，隊列長度8

turtle_vel_pub=n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel",8);ros::Rateloop_rate(10);//設置循環(huán)的頻率C++代碼編寫while(ros::ok()){ros::spinOnce();//查看一次回調函數隊列

//判斷pubvel為True，則發(fā)布小海龜速度指令

if(pubvel){geometry_msgs::Twistvel_msg;vel_msg.linear.x=0.6;vel_msg.angular.z=0.8;turtle_vel_pub.publish(vel_msg);}loop_rate.sleep();//按照循環(huán)頻率延時

}

return0;}配置CMakelist.txt文件0201在learn_server功能包目錄下，打開CMakelist.txt文件，在build區(qū)域添加內容，編譯生成可執(zhí)行程序。add_executable(turtle_vel_command_serversrc/turtle_vel_command_server.cpp)target_link_libraries(turtle_vel_command_server${catkin_LIBRARIES})target_link_libraries指定turtle_vel_command_server這個可執(zhí)行目標在鏈接時需要鏈接的庫添加一個名為turtle_vel_command_server的目標，它對應于要構建的可執(zhí)行文件的名稱add_executable文件運行編譯C++代碼010203catkin_make回到工作空間重新source環(huán)境變量編譯C++代碼sourcedevel/setup.bashcd~/ros_ws啟動ROS服務并測試040601050302調用服務rosservicelistrosservicecall/turtle_vel_commandrosrunturtlesimturtlesim_node啟動小海龜節(jié)點程序控制小海龜運動啟動服務端節(jié)點查看服務rosrunlearn_serviceturtle_vel_command_server啟動ROS核心服務roscore服務回調函數中pubvel值的反轉ROS應用技術3.ROS通信編程-服務端（下）01文件編寫02文件運行目錄CONTENTS文件編寫Python腳本創(chuàng)建與啟動touchturtle_vel_command_server.py或viturtle_vel_command_server.py使用cd命令進入scripts文件夾，在該文件夾下創(chuàng)建一份名為turtle_vel_command_server.py的Python文件。進入scripts文件夾cdlearn_service/scripts創(chuàng)建Python文件Python代碼編寫importrospyimport_thread,timefromgeometry_msgs.msgimportTwistfromstd_srvs.srvimportTrigger,TriggerResponsepubvel=False;turtle_vel_pub=rospy.Publisher('/turtle1/cmd_vel',Twist,queue_size=8)defpubvel_thread():whileTrue:ifpubvel:vel_msg=Twist()vel_msg.linear.x=0.6vel_msg.angular.z=0.8turtle_vel_pub.publish(vel_msg)time.sleep(0.1)Python代碼編寫defpubvelCallback(req):globalpubvelpubvel=bool(1-pubvel)rospy.loginfo("Doyouwanttopublishthevel?[%s]",pubvel)#顯示請求數據

returnTriggerResponse(1,"Changestate!")#反饋數據Python代碼編寫defturtle_pubvel_command_server():rospy.init_node('turtle_vel_command_server')#ROS節(jié)點初始化

#創(chuàng)建一個名為/turtle_command的server，注冊回調函數pubvelCallbacks=rospy.Service('/turtle_vel_command',Trigger,pubvelCallback)#循環(huán)等待回調函數

print("Readytoreceiveturtle_pub_vel_command.")_thread.start_new_thread(pubvel_thread,())rospy.spin()if__name__=="__main__":turtle_pubvel_command_server()添加執(zhí)行權限我們的Python文件還不能運行，我們還得以超級用戶的身份，給turtle_vel_command_server.py這個文件添加執(zhí)行權限，這樣所有用戶都可以運行這個Python腳本。并且可以直接在命令行中輸入./turtle_vel_command_server.py來運行這個腳本，而不需要先使用python或python3命令。直接運行腳本添加執(zhí)行權限./turtle_vel_command_server.pysudochmoda+xturtle_vel_command_server.py文件運行啟動ROS節(jié)點與服務調用04030102roscore啟動小海龜節(jié)點程序啟動服務端節(jié)點調用服務rosservicecall/turtle_vel_commandrosrunturtlesimturtlesim_node啟動ROS主節(jié)點ROS應用技術4.ROS通信編程-客戶端（上）01客戶端介紹與創(chuàng)建步驟02文件編寫03文件運行目錄CONTENTS客戶端介紹與創(chuàng)建步驟服務客戶端簡介在ROS中，服務客戶端是用于向服務端節(jié)點發(fā)送服務請求并接收響應的節(jié)點。服務客戶端節(jié)點負責向指定的服務發(fā)送請求消息，并等待服務端節(jié)點的響應消息，然后根據響應執(zhí)行相應的操作?？蛻舳俗饔?3010204實現(xiàn)節(jié)點通信接收響應發(fā)送服務請求執(zhí)行操作應用場景030102感知任務運動控制路勁規(guī)劃創(chuàng)建ROS服務客戶端的步驟創(chuàng)建ROS服務客戶端包括以下步驟：初始化ROS節(jié)點、創(chuàng)建句柄、創(chuàng)建Client實例、初始化并發(fā)布服務請求數據、等待Server處理之后的應答結果。創(chuàng)建句柄，管理節(jié)點與ROS主節(jié)點之間的通信。第四步等待Server處理之后的應答結果。第五步創(chuàng)建Client實例，用于發(fā)送服務請求并接收服務器的響應。第二步初始化并發(fā)布服務請求數據。第三步初始化ROS節(jié)點，通過調用ROS提供的初始化函數完成。第一步文件編寫創(chuàng)建learn_service功能包020301依賴包括std_msgs、rospy、roscpp、geometry_msgs、turtlesim等。使用catkin_make命令編譯learn_service功能包。依賴配置使用catkin_create_pkg命令創(chuàng)建learn_service功能包。創(chuàng)建功能包編譯功能包C++代碼編寫#include<ros/ros.h>#include<turtlesim/Spawn.h>intmain(intargc,char**argv){ros::init(argc,argv,"a_nes_turtle");//初始化ROS節(jié)點ros::NodeHandlenode;ros::service::waitForService("/spawn");//等待/spawn服務ros::ServiceClientnew_turtle=node.serviceClient<turtlesim::Spawn>("/spawn");//創(chuàng)建一個服務客戶端，連接名為/spawn的服務//初始化turtlesim::Spawn的請求數據turtlesim::Spawnnew_turtle_srv;new_turtle_srv.request.x=6.0;new_turtle_srv.request.y=8.0;new_turtle_="turtle2";C++代碼編寫

//請求服務傳入xy位置參數以及名字參數

ROS_INFO("Callservicetocreateanewturtlenameis%s,atthex:%.1f,y:%.1f",new_turtle_.c_str(),new_turtle_srv.request.x,new_turtle_srv.request.y);new_turtle.call(new_turtle_srv);//請求服務

ROS_INFO("Spwanturtlesuccessfully[name:%s]",new_turtle_.c_str());//顯示服務調用結果

return0;};C++代碼編寫與配置03010402target_link_libraries(a_new_turtle${catkin_LIBRARIES})指定需要鏈接的庫完成C++代碼編寫后，需要在learn_service功能包下的CMakelist.txt文件內進行配置。使用vi命令打開該文件，找到build區(qū)域，添加add_executable和target_link_libraries內容，指定生成的可執(zhí)行程序文件和編譯的源碼，以及需要鏈接的庫。指定編譯源碼CMakelist.txt配置添加add_executable和target_link_libraries內容。指定可執(zhí)行程序文件編譯的源碼是src目錄下的a_new_turtle.cpp。add_executable(a_new_turtlesrc/a_new_turtle.cpp)文件運行編譯C++代碼0201更新環(huán)境變量進入工作空間目錄下，使用catkin_make命令對C++代碼進行編譯。編譯通過后，重新source環(huán)境變量，以便找到或更新程序。使用catkin_make命令對C++代碼進行編譯。編譯操作sourcedevel/setup.bash運行客戶端節(jié)點程序231運行小海龜節(jié)點程序rosrunlearn_servicea_new_turtle使用roscore命令開啟ROS主節(jié)點，然后在新終端運行小海龜節(jié)點程序。再新開一個終端窗口，使用rosrun命令運行客戶端節(jié)點程序，產生一個小海龜。開啟ROS主節(jié)點運行客戶端節(jié)點程序rosrunturtlesimturtlesim_noderoscore小海龜服務/spawn的使用使用rosserviceinfo/spawn查看服務需要的參數。創(chuàng)建服務/spawn，產生另外一只小海龜turtle2。使用rosservicelist命令查看小海龜提供的服務。查看服務服務/spawn的使用查看服務參數啟動小海龜節(jié)點后，運行a_new_turtle程序，畫面中會出現(xiàn)另外一只小海龜。這是因為小海龜的節(jié)點提供了服務/spawn，創(chuàng)建該服務會產生另外一只小海龜turtle2。通過rosservicelist命令查看小海龜提供的服務，使用rosserviceinfo/spawn查看服務需要的參數，包括x，y，theta，name。ROS應用開發(fā)技術4.ROS通信編程-客戶端（下）01文件編寫02文件運行03C++與Python對比目錄CONTENTS文件編寫Python腳本創(chuàng)建與啟動toucha_new_turtle.py或via_new_turtle.py使用cd命令進入scripts文件夾，在該文件夾下創(chuàng)建一份名為a_new_turtle.py的Python文件。進入scripts文件夾cdlearn_service/scripts創(chuàng)建Python文件Python代碼編寫importsysimportrospyfromturtlesim.srvimportSpawndefturtle_spawn():rospy.init_node('new_turtle')#ROS節(jié)點初始化rospy.wait_for_service('/spawn')#等待/spawn服務try:new_turtle=rospy.ServiceProxy('/spawn',Spawn)response=new_turtle(2.0,2.0,0.0,"turtle2")#輸入請求數據returnexceptrospy.ServiceExceptionase:print("failedtocallservice:%s")if__name__=="__main__":#服務調用并顯示調用結果print("anewturtlenamed%s."%(turtle_spawn()))添加執(zhí)行權限我們的Python文件還不能運行，我們還得以超級用戶的身份，給a_new_turtle.py這個文件添加執(zhí)行權限，這樣所有用戶都可以運行這個Python腳本。并且可以直接在命令行中輸入./a_new_turtle.py來運行這個腳本，而不需要先使用python或python3命令。直接運行腳本添加執(zhí)行權限./a_new_turtle.pysudochmoda+xa_new_turtle.py文件運行啟動ROS節(jié)點與服務調用030102roscore啟動小海龜節(jié)點程序啟動服務端節(jié)點rosrunturtlesimturtlesim_node啟動ROS主節(jié)點rosrunlearn_servicea_new_turtle.pyC++與Python對比C++與Python流程對比初始化ROS節(jié)點創(chuàng)建句柄創(chuàng)建并連接服務客戶端初始化并發(fā)布服務請求數據調用服務并等待應答C++創(chuàng)建客戶端需要5步，而Python只需要4步，因為Python在初始化節(jié)點時已經完成了句柄創(chuàng)建。Python流程初始化ROS節(jié)點等待并創(chuàng)建服務客戶端初始化服務請求數據等待處理后的應答結果C++流程ROS應用開發(fā)技術5.ROS通信編程-動作客戶端01動作客戶端概述02文件創(chuàng)建03文件配置與運行目錄CONTENTS動作客戶端概述ROS動作客戶端概述向動作服務器發(fā)送動作請求并接收執(zhí)行結果應用場景工作流程動作客戶端功能查找動作、創(chuàng)建目標消息、發(fā)送目標消息、等待執(zhí)行結果實現(xiàn)復雜的機器人控制功能，如運動規(guī)劃、抓取任務和導航文件創(chuàng)建創(chuàng)建learn_action功能包020301依賴包括std_msgs、rospy、roscpp、actionlib、actionlib_msgs等。使用catkin_make命令編譯learn_action功能包。依賴配置使用catkin_create_pkg命令創(chuàng)建learn_action功能包。創(chuàng)建功能包編譯功能包依賴包解釋C++語言的ROS客戶端庫，允許使用C++編寫ROS節(jié)點std_msgsactionlib_msgsPython語言的ROS客戶端庫，允許使用Python編寫ROS節(jié)點roscpp包含一些標準消息類型，如String、Int32等，在ROS中被廣泛使用包含actionlib包使用的消息類型提供ROS動作機制的實現(xiàn)，用于長時間運行的任務，它提供了目標設置、反饋和結果等交互機制actionlibrospy定義動作文件#Definethegoaluint32dishwasher_id#Specifywhichdishwasherwewanttouse---#Definetheresultuint32total_dishes_cleaned---#Defineafeedbackmessagefloat32percent_complete在action文件夾下，新建一個文件，命名為DoDishes.action配置CMakeLists.txt文件find_package(catkinREQUIREDCOMPONENTSactionlibactionlib_msgsroscpprospystd_msgsgenmsg)add_action_files(DIRECTORYactionFILESDoDishes.action)generate_messages(DEPENDENCIESactionlib_msgs)編譯和生成消息文件編譯CMakeLists.txt使用genaction.py生成msg文件使用catkin_make命令進行編譯生成消息文件使用rosmsglist命令查看查看消息類型action_client.cpp文件編寫#include<actionlib/client/simple_action_client.h>#include"learn_action/DoDishesAction.h"typedefactionlib::SimpleActionClient<learn_action::DoDishesAction>Client;//當action完成后會調用次回調函數一次voiddoneCb(constactionlib::SimpleClientGoalState&state,constlearn_action::DoDishesResultConstPtr&result){ROS_INFO("Yay!Thedishesarenowclean");ros::shutdown();}//當action激活后會調用次回調函數一次voidactiveCb(){ROS_INFO("Goaljustwentactive");}action_client.cpp文件編寫//收到feedback后調用的回調函數voidfeedbackCb(constlearn_action::DoDishesFeedbackConstPtr&feedback){ROS_INFO("percent_complete:%f",feedback->percent_complete);}action_client.cpp文件編寫intmain(intargc,char**argv){ros::init(argc,argv,"do_dishes_client");Clientclient("do_dishes",true);ROS_INFO("Waitingforactionservertostart.");client.waitForServer();ROS_INFO("Actionserverstarted,sendinggoal.");learn_action::DoDishesGoalgoal;goal.dishwasher_id=1;client.sendGoal(goal,&doneCb,&activeCb,&feedbackCb);ros::spin();return0;}文件配置與運行配置CMakelist.txt文件0201在learn_action功能包目錄下，打開CMakelist.txt文件，添加以下內容add_executable(action_clientsrc/action_client.cpp)target_link_libraries(action_client${catkin_LIBRARIES})add_dependencies(action_client${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS})target_link_libraries表示將action_client這個目標鏈接到由變量所定義的庫表示創(chuàng)建一個可執(zhí)行目標，名為action_client，其源代碼文件為src文件夾下的action_client.cppadd_executable03add_dependencies表示action_client這個目標依賴于變量所指定的其他目標工廠自動化更新環(huán)境運行C++文件rosrunlearn_actionaction_clientcatkin_makesourcedevel/setup.bash編譯功能包由于現(xiàn)在我們沒有運行服務端，所以沒有提供相對應的服務，或者說執(zhí)行相應的動作以及反饋。所以運行后我們無法看見任何內容。ROS應用開發(fā)技術6.ROS通信編程-動作服務端01動作服務端介紹02文件編寫03文件運行目錄CONTENTS動作服務端介紹動作服務端簡介目標-反饋-結果通信模型接收動作客戶端節(jié)點的動作請求并執(zhí)行具體動作動作服務器節(jié)點具體工作