• ROS入门(二)——服务和全局参数

    ROS入门(二)——服务和全局参数
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    1、服务的实现

    • 客户端 Client 的实现：

      • 创建功能包(工作空间src目录下)：catkin_create_pkg learning_service roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim。

      • 初始化 ROS 节点，赋予节点名称。

      • 查找系统中是否有所给出的服务名，并等待直到服务存在。

      • 创建客户端，用于向服务发送请求。

      • 初始化请求数据。

      • 请求服务调用，并等待直到收到响应数据。

      • C++ 实现：

        • 设置编译规则：

          add_executable(turtle_spawn src/turtle_spawn.cpp)
target_link_libraries(turtle_spawn ${catkin_LIBRARIES})

        • C++ 源代码：

          /**
 * 该例程将请求/spawn服务，服务数据类型turtlesim::Spawn
 */

#include <ros/ros.h>
#include <turtlesim/Spawn.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    // 初始化ROS节点
	ros::init(argc, argv, "turtle_spawn");

    // 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service
	ros::service::waitForService("/spawn");
	ros::ServiceClient add_turtle = node.serviceClient<turtlesim::Spawn>("/spawn");

    // 初始化turtlesim::Spawn的请求数据
	turtlesim::Spawn srv;
	srv.request.x = 2.0;
	srv.request.y = 2.0;
	srv.request.name = "turtle2";

    // 请求服务调用
	ROS_INFO("Call service to spwan turtle[x:%0.6f, y:%0.6f, name:%s]", 
			 srv.request.x, srv.request.y, srv.request.name.c_str());

	add_turtle.call(srv);

	// 显示服务调用结果
	ROS_INFO("Spwan turtle successfully [name:%s]", srv.response.name.c_str());

	return 0;
};

        • 编译并运行。

      • Python 实现：

        #!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 该例程将请求/spawn服务，服务数据类型turtlesim::Spawn

import sys
import rospy
from turtlesim.srv import Spawn

def turtle_spawn():
	# ROS节点初始化
    rospy.init_node('turtle_spawn')

	# 发现/spawn服务后，创建一个服务客户端，连接名为/spawn的service
    rospy.wait_for_service('/spawn')
    try:
        add_turtle = rospy.ServiceProxy('/spawn', Spawn)

		# 请求服务调用，输入请求数据
        response = add_turtle(2.0, 2.0, 0.0, "turtle2")
        return response.name
    except rospy.ServiceException, e:
        print "Service call failed: %s"%e

if __name__ == "__main__":
	#服务调用并显示调用结果
    print "Spwan turtle successfully [name:%s]" %(turtle_spawn())

    • 服务器 Server 的实现：

      • 初始化 ROS 节点，赋予节点名称。

      • 创建服务端 Server 实例。

      • 循环等待服务请求，获取到请求后进入回调函数。

      • 完成功能处理，在回调函数中应答数据。

      • C++ 实现：

        • 设置编译规则：

          add_executable(turtle_command_server src/turtle_command_server.cpp)
target_link_libraries(turtle_command_server ${catkin_LIBRARIES})

        • C++ 源代码：

          /**
 * 该例程将执行/turtle_command服务，服务数据类型std_srvs/Trigger
 */
 
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#include <std_srvs/Trigger.h>

ros::Publisher turtle_vel_pub;
bool pubCommand = false;

// service回调函数，输入参数req，输出参数res
bool commandCallback(std_srvs::Trigger::Request  &req,
         			std_srvs::Trigger::Response &res)
{
	pubCommand = !pubCommand;

    // 显示请求数据
    ROS_INFO("Publish turtle velocity command [%s]", pubCommand==true?"Yes":"No");

	// 设置反馈数据
	res.success = true;
	res.message = "Change turtle command state!"

    return true;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    // ROS节点初始化
    ros::init(argc, argv, "turtle_command_server");

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle n;

    // 创建一个名为/turtle_command的server，注册回调函数commandCallback
    ros::ServiceServer command_service = n.advertiseService("/turtle_command", commandCallback);

	// 创建一个Publisher，发布名为/turtle1/cmd_vel的topic，消息类型为geometry_msgs::Twist，队列长度10
	turtle_vel_pub = n.advertise<geometry_msgs::Twist>("/turtle1/cmd_vel", 10);

    // 循环等待回调函数
    ROS_INFO("Ready to receive turtle command.");

	// 设置循环的频率
	ros::Rate loop_rate(10);

	while(ros::ok())
	{
		// 查看一次回调函数队列
    	ros::spinOnce();
		
		// 如果标志为true，则发布速度指令
		if(pubCommand)
		{
			geometry_msgs::Twist vel_msg;
			vel_msg.linear.x = 0.5;
			vel_msg.angular.z = 0.2;
			turtle_vel_pub.publish(vel_msg);
		}

		//按照循环频率延时
	    loop_rate.sleep();
	}

    return 0;
}

        • 运行：

          • 运行小海龟节点。

          • 运行服务器端，并用终端给服务器发送请求。

            $ rosrun learning_service turtle_command_server
$ rosservice call /turtle_command "{}"

          • std_srvs/Trigger 的数据结构为，请求为空，响应为一个是否响应的布尔值和一个字符串信息。

      • Python 实现：

        • Python 源代码：

          #!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 该例程将执行/turtle_command服务，服务数据类型std_srvs/Trigger

import rospy
import thread,time
from geometry_msgs.msg import Twist
from std_srvs.srv import Trigger, TriggerResponse

pubCommand = False;
turtle_vel_pub = rospy.Publisher('/turtle1/cmd_vel', Twist, queue_size=10)

def command_thread():	
	while True:
		if pubCommand:
			vel_msg = Twist()
			vel_msg.linear.x = 0.5
			vel_msg.angular.z = 0.2
			turtle_vel_pub.publish(vel_msg)
			
		time.sleep(0.1)

def commandCallback(req):
	global pubCommand
	pubCommand = bool(1-pubCommand)

	# 显示请求数据
	rospy.loginfo("Publish turtle velocity command![%d]", pubCommand)

	# 反馈数据
	return TriggerResponse(1, "Change turtle command state!")

def turtle_command_server():
	# ROS节点初始化
    rospy.init_node('turtle_command_server')

	# 创建一个名为/turtle_command的server，注册回调函数commandCallback
    s = rospy.Service('/turtle_command', Trigger, commandCallback)

	# 循环等待回调函数
    print "Ready to receive turtle command."

    thread.start_new_thread(command_thread, ())
    rospy.spin()

if __name__ == "__main__":
    turtle_command_server()
          • 执行多线程时会出错，虽然不影响程序运行。

    • 服务数据的定义与使用（自定义话题消息）：：

      • 需要将数据用三条横线---区分，上方为 request 请求，下方为 response 响应数据。

      • 创建 srv 文件夹并在其下创建 Person.srv 文件（touch Person.srv），并消息格式为：

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

      • 在 package.xml 中添加功能包依赖。即编译依赖 message_generation，运行依赖 message_runtime。

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

      • 在 CMakeLists.txt 中添加编译选项。

        • 在 find_package() 中添加 message_generation。

        • 定义消息接口，在 Declare ROS messages, services and actions 下。这里与 msg 不同的是，使用的是add_service_files()而不是add_message_files()。

          add_service_files(FILES Person.srv)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)
          • 第一行表示将 Person.msg 作为一个消息接口，第二行表示该消息接口的依赖。

        • 在 catkin_package 中添加运行时依赖。

          catkin_package(
   CATKIN_DEPENDS geometry_msgs roscpp rospy std_msgs turtlesim message_runtime
)
          • 去掉 CATKIN_DEPENDS 前的注释，并在其后添加 message _runtime。

      • 创建发布者和订阅者（C++实现）：

        • 在 CMakeLists.txt 中配置编译信息。

          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)

        • 客户端：

          /**
 * 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service
	ros::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;
};

        • 服务端：

          /**
 * 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personCallback
    ros::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;
}

        • 编译代码后运行。

          $ roscore
$ rosrun learning_service person_server
$ rosrun learning_service person_client

      • Python 实现：

        • 客户端：

          #!/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::Person

import sys
import rospy
from learning_service.srv import Person, PersonRequest

def person_client():
	# ROS节点初始化
    rospy.init_node('person_client')

	# 发现/show_person服务后，创建一个服务客户端，连接名为/show_person的service
    rospy.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.result
    except rospy.ServiceException, e:
        print "Service call failed: %s"%e

if __name__ == "__main__":
	#服务调用并显示调用结果
    print "Show person result : %s" %(person_client())

        • 服务端：

          #!/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::Person

import rospy
from learning_service.srv import Person, PersonResponse

def 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personCallback
    s = 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()

        • Python 运行总是报错：

          Exception in thread Thread-3:
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/lib/python2.7/threading.py", line 801, in __bootstrap_inner
    self.run()
  File "/usr/lib/python2.7/threading.py", line 754, in run
    self.__target(*self.__args, **self.__kwargs)
  File "/opt/ros/melodic/lib/python2.7/dist-packages/rospy/impl/tcpros_base.py", line 157, in run
    except ConnectionAbortedError:
NameError: global name 'ConnectionAbortedError' is not defined

    2、全局参数

    • rosparam 命令：

      • 列出当前所有参数：$ rosparam list。
      • 显示某个参数值：$ rosparam get param_key
      • 设置某个参数值：$ rosparam set param_key param_value。
      • 保存参数到文件：$ rosparam dump file_name。
      • 从文件读取参数：$ rosparam load file_name。
      • 删除参数：$ rosparam delete param_key。

    • C++ 操作全局参数：

      /**
 * 该例程设置/读取海龟例程中的参数
 */
#include <string>
#include <ros/ros.h>
#include <std_srvs/Empty.h>

int main(int argc, char **argv)
{
	int red, green, blue;

    // ROS节点初始化
    ros::init(argc, argv, "parameter_config");

    // 创建节点句柄
    ros::NodeHandle node;

    // 读取背景颜色参数
	ros::param::get("/turtlesim/background_r", red);
	ros::param::get("/turtlesim/background_g", green);
	ros::param::get("/turtlesim/background_b", blue);

	ROS_INFO("Get Backgroud Color[%d, %d, %d]", red, green, blue);

	// 设置背景颜色参数
	ros::param::set("/turtlesim/background_r", 255);
	ros::param::set("/turtlesim/background_g", 255);
	ros::param::set("/turtlesim/background_b", 255);

	ROS_INFO("Set Backgroud Color[255, 255, 255]");

    // 读取背景颜色参数
	ros::param::get("/turtlesim/background_r", red);
	ros::param::get("/turtlesim/background_g", green);
	ros::param::get("/turtlesim/background_b", blue);

	ROS_INFO("Re-get Backgroud Color[%d, %d, %d]", red, green, blue);

	// 调用服务，刷新背景颜色
	ros::service::waitForService("/clear");
	ros::ServiceClient clear_background = node.serviceClient<std_srvs::Empty>("/clear");
	std_srvs::Empty srv;
	clear_background.call(srv);
	
	sleep(1);

    return 0;
}

      • 设置编译规则：

        add_executable(parameter_config src/parameter_config.cpp)
target_link_libraries(parameter_config ${catkin_LIBRARIES})

    • Python 操作全局参数：

      #!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# 该例程设置/读取海龟例程中的参数

import sys
import rospy
from std_srvs.srv import Empty

def parameter_config():
	# ROS节点初始化
    rospy.init_node('parameter_config', anonymous=True)

	# 读取背景颜色参数
    red   = rospy.get_param('/turtlesim/background_r')
    green = rospy.get_param('/turtlesim/background_g')
    blue  = rospy.get_param('/turtlesim/background_b')

    rospy.loginfo("Get Backgroud Color[%d, %d, %d]", red, green, blue)

	# 设置背景颜色参数
    rospy.set_param("/turtlesim/background_r", 255);
    rospy.set_param("/turtlesim/background_g", 255);
    rospy.set_param("/turtlesim/background_b", 255);

    rospy.loginfo("Set Backgroud Color[255, 255, 255]");

	# 读取背景颜色参数
    red   = rospy.get_param('/turtlesim/background_r')
    green = rospy.get_param('/turtlesim/background_g')
    blue  = rospy.get_param('/turtlesim/background_b')

    rospy.loginfo("Get Backgroud Color[%d, %d, %d]", red, green, blue)

	# 发现/spawn服务后，创建一个服务客户端，连接名为/spawn的service
    rospy.wait_for_service('/clear')
    try:
        clear_background = rospy.ServiceProxy('/clear', Empty)

		# 请求服务调用，输入请求数据
        response = clear_background()
        return response
    except rospy.ServiceException, e:
        print "Service call failed: %s"%e

if __name__ == "__main__":
    parameter_config()
      • 如果出错，先用 rosparam 查看参数列表，看看参数名是否写错。

    参考：古月ROS入门21讲：https://www.bilibili.com/video/BV1zt411G7Vn?p=21

    iwehdio的博客园：https://www.cnblogs.com/iwehdio/
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/iwehdio/p/12721366.html
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