ROS2系列知识（4）： 理解【服务】的概念

Humble Hawksbill (humble) — ROS 2 Documentation: Humble documentation

前言

        ROS2通信基本的概念有九个，分别是：Node、topic、service、actions、rqt、launch、record-play、backdata、parameter；本文着重讲述service概念。

一、背景知识

        服务是 ROS 图中节点的另一种通信方式。服务基于调用和响应模型，而不是主题的发布者-订阅者模型。虽然主题允许节点订阅数据流并获得持续更新，但服务仅在客户端专门调用它们时才提供数据。也就是说，如果服务也雷同于主题，就会大多数时间都在空跑，浪费资源。

二、开启 演示方式

        启动两个 turtlesim 节点，/turtlesim 和 /teleop_turtle。

打开一个新终端并运行：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打开另一个终端并运行：

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

三、显示服务项

打开一个终端，执行：

ros2 service list

会显示：

        您将看到两个节点都有相同的六个服务，名称中带有参数。几乎 ROS 2 中的每个节点都有这些基础设施服务，这些基础设施服务都是基于这些服务构建的。下一个教程中将有更多关于参数的内容。在本教程中，将省略参数服务的讨论。

        现在，让我们关注特定于 turtlesim 的服务，

• /clear、
• /kill、
• /reset、
• /spawn、
• /turtle1/set_pen、
• /turtle1/teleport_absolute 和
• /turtle1/teleport_relative。

您可能还记得在使用 turtlesim 和 rqt 教程中使用 rqt 与其中一些服务进行交互。

四、服务的种类

        服务具有描述服务的请求和响应数据的结构的类型。服务类型的定义类似于主题类型，除了服务类型有两部分：一个消息用于请求，另一个用于响应。

        要找出服务的类型，请使用以下命令：

ros2 service type <service_name>

我们来看看turtlesim的/clear服务。在新终端中，输入命令：

ros2 service type /clear

将返回：

std_srvs/srv/Empty

Empty 类型表示服务调用在发出请求时不发送数据，在收到响应时不接收数据。

五、看所有的可访问服务

要同时查看所有活动服务的类型，可以在 list 命令后附加 --show-types 选项，缩写为 -t：

ros2 service list -t

返回结果

/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]
...

六、ros2 服务查找

如果要查找特定类型的所有服务，可以使用命令：

ros2 service find  <type_name>

例如，您可以像这样找到所有 Empty 类型的服务：

ros2 service find std_srvs/srv/Empty

哪个会返回：

/clear
/reset

七、ros2界面展示 

         您可以从命令行调用服务，但首先您需要知道输入参数的结构。

ros2 interface show <type_name>

要在 /clear 服务的类型上运行此命令，请为 Empty：

ros2 interface show std_srvs/srv/Empty

        会返回：

          ---
 

        这里【---】将请求结构（上）与响应结构（下）分开。但是，正如您之前所了解的，Empty 类型不发送或接收任何数据。所以，很自然，它的结构是空白的。

        让我们用一个发送和接收数据的类型来内省一个服务，比如 /spawn。从 ros2 service list -t 的结果，我们知道 /spawn 的类型是 turtlesim/srv/Spawn。

        要查看 /spawn 调用和请求中的参数，请运行以下命令：

ros2 interface show turtlesim/srv/Spawn

        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 所需的参数。 x、y 和 theta 确定生成的海龟的位置，而名称显然是可选的。

        在这种情况下，您不需要知道该行下方的信息，但它可以帮助您了解从调用中获得的响应的数据类型。

八 ros2 服务调用

        现在您知道什么是服务类型、如何查找服务类型以及如何查找该类型参数的结构，您可以使用以下方式调用服务：

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

<arguments> 部分是可选的。例如，您知道空类型服务没有任何参数：

ros2 service find std_srvs/srv/Empty

此命令将清除海龟绘制的任何线的海龟模拟窗口。

现在让我们通过调用 /spawn 并输入参数来生成一个新的海龟。在命令行的服务调用中输入 <arguments> 需要采用 YAML 语法。 输入命令：

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

您将获得正在发生的这种方法风格的视图，然后是服务响应：

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 turtlesim 窗口将立即更新新生成的海龟：

 九 总结

         节点可以使用 ROS 2 中的服务进行通信。与主题不同 - 一种单向通信模式，节点发布可供一个或多个订阅者使用的信息 - 服务是客户端向节点发出请求的请求/响应模式提供服务，服务处理请求并生成响应。

        您通常不想使用服务进行连续呼叫；主题甚至行动会更合适。

Understanding services — ROS 2 Documentation: Humble documentation