第3章 ROS通信方式

机器人操作系统(ROS)及仿真应用机器人操作系统(ROS)及仿真应用第1章LinuxUbuntu入门基础第2章ROS安装与系统架构第3章ROS通信方式第4章ROS实用工具第5章ROS机器人建模与运动仿真第6章ROS机器人建图与导航仿真应用第7章ROS机器人平面视觉检测仿真应用第8章ROS机器人三维视觉仿真实例第9章基于ROS的服务机器人应用实例第3章3.3Actionlib动作库

第3章ROS通信方式3.2Service服务3.1Topic主题3.4ParameterServer参数服务器3.5本章小结

通信方式类别Topic主题Service服务Actionlib动作库ParameterService参数服务器通信机制Publisher/SubscriberServer/clientAction-server/Action-client指令查询消息文件格式*.msg*.srv*.action*.yaml传输特点单向消息发送/接收双向消息请求/响应双向消息目标/结果/反馈节点中使用的参数可以从外部进行修改同步/异步异步同步异步异步使用场景实时性、周期性的消息，比如收发传感器数据，收发控制指令临时而非周期性的消息，需要时才发送请求和处理，比如机器人的运动学正反解Service服务的升级版，用于长时间的、有反馈进度的、可中途终止的任务，比如视觉处理配置文件中预设参数数值，比如视觉传感器的安装高度、角度第3章3.3Actionlib动作库

第3章ROS通信方式3.2Service服务3.1Topic主题3.4ParameterServer参数服务器3.5本章小结Topic主题是ROS最通用的通信方式，对于实时性、周期性的消息，使用topic来传输是最佳的选择。在ROS中，两个节点之间要进行通信，就需要建立一个Topic主题，两个节点之间是通过publish-subscribe机制进行通信的。对于同一个Topic，可以有多个发布消息的节点，同时也可以有多个订阅消息的节点。

工作时，Topic-Publisher节点和Topic-Subscriber节点都要到节点管理器进行注册，Topic-Publisher只管通过Topic主题发送消息，不管有没有其它节点接收它。而Topic-Subscriber在节点管理器的指挥下会订阅该Topic，只要检测到Topic主题有消息发布出来，就接收该Topic主题的消息。Topic主题是一种节点对节点的单向异步通信方式。3.1Topic主题1、发布器Publisher编程实例：小乌龟速度控制3.1Topic主题

详细操作步骤见教材P37-P44页

详细操作步骤见教材P44-P50页2、订阅器Subscriber编程实例：小乌龟速度接收第3章3.3Actionlib动作库

第3章ROS通信方式3.2Service服务3.1Topic主题3.4ParameterServer参数服务器3.5本章小结

与Topic主题不同，Service服务通信是双向的，它不仅可以发送消息，同时还会有反馈。一个服务Service被分成服务端Server和客户端Client，分别对应着节点A和节点B，两个都要到主节点管理器进行注册，在主节点管理器的管理下，节点B（客户端）向节点A（服务端）发送请求，节点A（服务端）响应该请求，实现节点之间的双向通信。当服务的请求和响应完成时，两个连接的节点将被断开，是一种一次性的同步通信方式。

在请求机器人执行特定操作时，或者根据特定条件需要产生响应事件时，通常使用Service服务。需要注意的是，服务端Server的响应要尽可能的快，因为客户端Client在没有得到反馈之前是处于停止状态的，直到它收到反馈信息才开始重新运作。所以如果一个service服务需要较长的时间去处理大量的数据才能得出结果，这时应该选择Actionlib动作库这种通信方式。3.2Service服务1、自定义srv消息文件编程实例

详细操作步骤见教材P51-P55页

详细操作步骤见教材P55-P60页2、服务端Server编程实例3.2Service服务

详细操作步骤见教材P60-P65页3、客户端Client编程实例第3章3.3Actionlib动作库

第3章ROS通信方式3.2Service服务3.1Topic主题3.4ParameterServer参数服务器3.5本章小结3.3Actionlib动作库Actionlib是ROS中一个很重要的库，类似Service通信机制，Actionlib也是一种请求响应机制的通信方式。在service通信机制中，当客户端Client发送一个请求后，只有当它接收到服务端Server的响应信息才能执行其他操作，而Actionlib通信就不受这种限制，它采用action-server服务端与action-client客户端通信机制，action-client客户端对action-server服务端发出一个请求后，还可以执行其他操作，比较适合需要长时间的通信过程，同时，action-server服务端用来不断向action-client客户端反馈任务的进度，并且还支持在任务中途中止运行。

1、自定义action消息文件编程实例

详细操作步骤见教材P66-P71页

详细操作步骤见教材P71-P74页2、客户端client编程实例

详细操作步骤见教材P74-P79页3、服务端Server编程实例3.3Actionlib动作库第3章3.3Actionlib动作库

第3章ROS通信方式3.2Service服务3.1Topic主题3.4ParameterServer参数服务器3.5本章小结3.4ParameterServer参数服务器

机器人工作时，经常需要用到参数传递功能，我们可以事先将一些不需要经常变动的常量(如机器人的轮廓、传感器参数、算法的参数等)保存到参数服务器，在需要用到参数的时候再从参数服务器中获取。

参数信息一般写入到yaml文件中，通过命令行指令或launch文件可以实现对yawl文件的调用，从而进一步实现对文件中参数的读取。1、创建yaml文件实例

详细操作步骤见教材P79-P81页

详细操作步骤见教材P81-P84页2、加载yaml文件实例

详细操作步骤见教材P84-P89页3、在节点中进行参数读取实例3.4ParameterServer参数服务器第3章3.3Actionlib动作库

第3章ROS通信方式3.2Service服务3.1Topic主题3.4ParameterServer参数服务器3.5本章小结3.5本章小结

本章首先对ROS的四种通讯方式从