ROS2探索总结-13.话题与服务接口定义

ROS2探索总结-13.话题与服务接口定义

概要：

• ROS是一个分布式的机器人软件框架，涉及多节点之间的数据通信，绝大部分是基于话题或者服务完成的。

• 话题和服务在节点之间打通了一条隧道，其中来往的车辆就是需要传输的数据。每个数据长什么样，使用什么样的数据结构，可以使用ROS中已有的定义，也可以根据需求使用语言无关的接口自己定义，在编译过程时，再基于接口定义生成多种语言的代码。

• 这是ROS中非常重要、非常基础的功能，为ROS的松耦合提供了基础，在ROS2中依然保留了这项接口定义的功能。本篇我们就来看看ROS2中关于接口定义的方法。

一、话题接口定义

• ROS2中的话题接口称为消息，描述文件以.msg结尾，放置在功能包的msg文件夹下，包含字段（fields）和常量（constants）两部分。

• 1. 字段

• 字段使用以下方式定义，包含类型和名称，使用空格分开：

fieldtype1 fieldname1 fieldtype2 fieldname2 fieldtype3 fieldname3

eg：

int32 my_int
string my_string

• 这里的字段类型可以使用ROS中的标准数据结构定义：

• 也可以使用功能包中已有的消息定义，如： “geometry_msgs/PoseStamped”等。

• 还可以定义数组，包括数组的长度和范围：

variable-length array[] fixed-length array[C], bounded-length array[<=C]

eg：

int32[] unbounded_integer_array
int32[5] five_integers_array
int32[<=5] up_to_five_integers_array
string string_of_unbounded_size
string<=10 up_to_ten_characters_string
string[<=5] up_to_five_unbounded_strings
string<=10[] unbounded_array_of_string_up_to_ten_characters each
string<=10[<=5] up_to_five_strings_up_to_ten_characters_each

• 另外，使用以下结构，每个字段还可以设置一个默认值：

fieldtype fieldname fielddefaultvalue

eg：

uint8 x 42
int16 y -2000
string full_name "John Doe"
int32[] samples [-200, -100, 0, 100, 200]

- 2. 常量

• 常量类似程序中的宏定义，和上边的默认值有点像，只是不允许修改。

constanttype CONSTANTNAME=constantvalue

eg：

int32 X=123
int32 Y=-123
string FOO="foo"
string EXAMPLE='bar'

这里需要注意，字段的名称必须是大写字母组成。

二、服务接口定义

• 服务接口的描述文件以.srv结尾，放置在功能包中的srv文件夹里。

• 服务描述文件中包含请求和应答两个部分的消息定义，中间使用“---”分开：

string str --- string str

可以调用已有的消息接口定义，如：

#request constants
int8 FOO=1
int8 BAR=2#request fields
int8 foobar
another_pkg/AnotherMessage msg
---
#response constants
uint32 SECRET=123456#response fields
another_pkg/YetAnotherMessage val
CustomMessageDefinedInThisPackage value
uint32 an_integer

• 这里需要注意，服务接口中可以调用消息接口，但是不能嵌套调用服务接口！

三、话题接口配置示例

• 这里创建一个描述通信录事项的消息定义，在功能包中创建msg文件，并在其中创建Contact.msg文件内容：

bool FEMALE=true
bool MALE=false
string first_name
string last_name
bool gender
uint8 age
string address

• 为了将以上定义编译成不同编程语言对应的文件，还需要配置package.xml和CMakeLists.txt。

1. package.xml

• 在package.xml文件中添加以下内容：

<buildtool_depend>rosidl_default_generators</buildtool_depend>
<exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend>
<member_of_group>rosidl_interface_packages</member_of_group>

2.CMakeLists.txt

• 在CMakeLists.txt文件中添加以下内容：

find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)
 
set(msg_files
"msg/Contact.msg"
)
 
rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
${msg_files}
)
 
ament_export_dependencies(rosidl_default_runtime)

四、服务接口配置示例

• srv文件类似，在srv文件夹下创建AddTwoFloats.srv文件，内容如下：

float64 a
float64 b
---
float64 sum
CMakeLists.txt文件中添加：

set(srv_files
   "srv/AddTwoFloats.srv")
 
rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
   ${msg_files}
   ${srv_files}
)

五、编译生成代码文件

• 最后，就可以编译功能包了，定义的接口会生成对应的程序文件，自动放置在install文件夹中，例如以上接口示例生成的头文件如下：

• 有了这些程序文件，后续我们就可以在程序中调用啦！