ROS开发之如何使用客户端、服务端和服务数据？
程序开发
2023-09-17 12:00:34
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0.引言
笔者因研究课题涉及ROS开发，学习了古月居出品的ROS入门21讲，为巩固服务通信（用于实时通信、有一定逻辑处理的应用场景）知识，本文将ROS的客户端、服务端和服务数据三讲内容进行总结。
1.创建客户端（spawn客户端←→turtlesim服务数据←→turtlesim服务端）
（1）创建功能包；
cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg learning_service roscpp rospy std_msgs geometry_msgs turtlesim
（2）创建客户端cpp文件；
在新建的功能包下src中，终端键入：gedit turtle_spawn.cpp，输入以下代码并保存。
/***********************************************************************
Copyright 2020 GuYueHome ([www.guyuehome.com](http://www.guyuehome.com)).
***********************************************************************/
/**
* 该例程将请求/spawn服务，服务数据类型turtlesim::Spawn
*/
#include ;
#include ;
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;("/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;
};
（3）在CMakeLists.txt添加编译规则。
add_executable(turtle_spawn src/turtle_spawn.cpp)
target_link_libraries(turtle_spawn ${catkin_LIBRARIES})
（4）编译并运行客户端。
①编译并启动roscore；
cd ~/catkin_ws
catkin_make
或
catkin_make_isolated
source devel/setup.bash
或
source devel_isolated/setup.bash
roscore
②新建终端，运行海龟结点；
rosrun turtlesim turtlesim_node
③新建终端，运行客户端；
source devel/setup.bash
或
source devel_isolated/setup.bash
rosrun learning_service turtle_spawn
2.创建服务端（终端作为客户端←→std_srvs服务数据←→command服务端）
（1）在客户端功能包下创建服务端cpp文件；
在新建的功能包src中，终端键入：gedit turtle_command_server.cpp，输入以下代码并保存。
/***********************************************************************
Copyright 2020 GuYueHome ([www.guyuehome.com](http://www.guyuehome.com)).
***********************************************************************/
/**
* 该例程将执行/turtle_command服务，服务数据类型std_srvs/Trigger
*/
#include ;
#include ;
#include ;
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;("/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;
}
（2）在CMakeList.txt添加编译规则；
add_executable(turtle_command_server src/turtle_command_server.cpp)
target_link_libraries(turtle_command_server ${catkin_LIBRARIES})
（3）编译并运行服务端。
①编译并启动roscore；
cd ~/catkin_ws
catkin_make
或
catkin_make_isolated
source devel/setup.bash
或
source devel_isolated/setup.bash
roscore
②新建终端，运行海龟结点；
rosrun turtlesim turtlesim_node
③新建终端，运行服务端；
source devel/setup.bash
或
source devel_isolated/setup.bash
rosrun learning_service turtle_command_server
④新建终端，给服务端发送消息。
rosservice call /turtle_command "{}"
3.自定义服务数据
（1）创建.srv文件；
在~/catkin_ws/src/learning_service目录下，新建srv目录，并进入该目录，在该目录下打开终端，键入：gedit Person.srv，输入以下内容，并保存。
string name
uint8 age
uint8 sex
uint8 unknown = 0
uint8 male = 1
uint8 female = 2
---
string result
（2）在package.xml****中添加功能包依赖；
;message_generation ;
;message_runtime ;
（3）在CMakeLists.txt添加编译规则。
//在find_package下，添加message_generation
//在合适位置添加以下内容
add_service_files(FILES Person.srv)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs)
//在catkin_package，添加message_runtime
4.使用自定义服务数据（person客户端←→自定义服务数据←→person服务端）
（1）创建测试消息的客户端；
在~/catkin_ws/src/learning_service/src目录下打开终端，键入：gedit person_client.cpp，输入以下代码，并保存。
/***********************************************************************
Copyright 2020 GuYueHome ([www.guyuehome.com](http://www.guyuehome.com)).
***********************************************************************/
/**
* 该例程将请求/show_person服务，服务数据类型learning_service::Person
*/
#include ;
#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;("/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;
};
（2）创建测试消息的服务端；
在~/catkin_ws/src/learning_service/src目录下打开终端，键入：gedit person_server.cpp，输入以下代码，并保存。
/***********************************************************************
Copyright 2020 GuYueHome ([www.guyuehome.com](http://www.guyuehome.com)).
***********************************************************************/
/**
* 该例程将执行/show_person服务，服务数据类型learning_service::Person
*/
#include ;
#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;
}
（3）在CMakeLists.txt****添加编译规则；
add_executable(person_client src/person_client.cpp)
target_link_libraries(person_client ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_client ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
add_executable(person_server src/person_server.cpp)
target_link_libraries(person_server ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(person_server ${PROJECT_NAME}_generate_messages_cpp)
（4）编译运行。
①编译代码并运行roscore；
cd ~/catkin_ws
catkin_make
或
catkin_make_isolated
source devel/setup.bash
或
source devel_isolated/setup.bash
roscore
②新建终端，打开服务端；
cd ~/catkin_ws
source devel/setup.bash
或
source devel_isolated/setup.bash
rosrun learning_service person_server
③新建终端，打开客户端。
cd ~/catkin_ws
source devel/setup.bash
或
source devel_isolated/setup.bash
rosrun learning_service person_client
参考资料：
[1] 古月居GYH. 【古月居】古月·ROS入门21讲 | 一学就会的ROS机器人入门教程; 2019-07-16 [accessed 2023-04-09].
[2] ~Old. ROS——服务通信; 2022-03-21 [accessed 2023-04-09].
[3] bakabakaa. ros（3）服务端和客户端; 2022-12-02 [accessed 2023-04-09].
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