【ROS2】初级：CLI工具-理解服务

理解服务

目标：使用命令行工具了解 ROS 2 中的服务。

教程级别：初学者

时间：10 分钟

目录

• 背景

• 先决条件

• 任务

  • 设置

  • 2 ros2 服务列表

  • 三种 ros2 服务类型

  • 4 ros2 服务信息

  • 5 ros2 服务查找

  • 6 ros2 接口显示

  • 7 ros2 服务调用

  • 8 ros2 服务回声

• 摘要

• 下一步

• 相关内容

背景

服务是 ROS 图中节点间通信的另一种方法。服务基于呼叫-响应模型，与主题的发布-订阅模型不同。虽然主题允许节点订阅数据流并获取持续更新，但服务只在客户端明确调用时才提供数据。

先决条件

在本教程中提到的一些概念，如节点和主题，在系列的前几个教程中已经介绍过了。

您将需要 turtlesim 包。

始终不要忘记在您打开的每个新终端中获取 ROS 2 的源。

任务

1. 设置

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

打开一个新的终端并运行：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打开另一个终端并运行：

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

2 ros2 服务列表 

在新终端运行 ros2 service list 命令将返回系统中当前所有活动服务的列表：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service list
/clear
/kill
/reset
/spawn
/teleop_turtle/describe_parameters
/teleop_turtle/get_parameter_types
/teleop_turtle/get_parameters
/teleop_turtle/get_type_description
/teleop_turtle/list_parameters
/teleop_turtle/set_parameters
/teleop_turtle/set_parameters_atomically
/turtle1/set_pen
/turtle1/teleport_absolute
/turtle1/teleport_relative
/turtlesim/describe_parameters
/turtlesim/get_parameter_types
/turtlesim/get_parameters
/turtlesim/get_type_description
/turtlesim/list_parameters
/turtlesim/set_parameters
/turtlesim/set_parameters_atomically

您将看到两个节点都有六个带有 parameters 的服务在它们的名字中。ROS 2 中几乎每个节点都有这些基础设施服务，参数就是基于这些服务构建的。下一个教程中会有更多关于参数的内容。在本教程中，参数服务将不包括在讨论中。

目前，让我们专注于 turtlesim 特定的服务， /clear ， /kill ， /reset ， /spawn ， /turtle1/set_pen ， /turtle1/teleport_absolute ，以及 /turtle1/teleport_relative 。您可能还记得在使用 turtlesim、ros2 和 rqt 教程中通过 rqt 与这些服务中的一些进行交互。

3 ros2 服务类型

服务具有类型，这些类型描述了服务的请求和响应数据是如何结构化的。服务类型的定义与主题类型类似，不同之处在于服务类型有两部分：一个是请求的消息，另一个是响应的消息。

要查找服务的类型，请使用命令：

ros2 service type <service_name>

让我们看一下 turtlesim 的 /clear 服务。在新终端中，输入命令：

ros2 service type /clear

哪个应该返回：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service type /clear
std_srvs/srv/Empty

Empty 类型意味着服务调用在发出请求时不发送数据，在接收响应时也不接收数据。

3.1 ros2 服务列表 -t

要同时查看所有活动服务的类型，您可以将 --show-types 选项（简写为 -t ）附加到 list 命令：

ros2 service list -t

将返回：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service list -t
/clear [std_srvs/srv/Empty]
/kill [turtlesim/srv/Kill]
/reset [std_srvs/srv/Empty]
/spawn [turtlesim/srv/Spawn]
/teleop_turtle/describe_parameters [rcl_interfaces/srv/DescribeParameters]
/teleop_turtle/get_parameter_types [rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes]
/teleop_turtle/get_parameters [rcl_interfaces/srv/GetParameters]
/teleop_turtle/get_type_description [type_description_interfaces/srv/GetTypeDescription]
/teleop_turtle/list_parameters [rcl_interfaces/srv/ListParameters]
/teleop_turtle/set_parameters [rcl_interfaces/srv/SetParameters]
/teleop_turtle/set_parameters_atomically [rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically]
/turtle1/set_pen [turtlesim/srv/SetPen]
/turtle1/teleport_absolute [turtlesim/srv/TeleportAbsolute]
/turtle1/teleport_relative [turtlesim/srv/TeleportRelative]
/turtlesim/describe_parameters [rcl_interfaces/srv/DescribeParameters]
/turtlesim/get_parameter_types [rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes]
/turtlesim/get_parameters [rcl_interfaces/srv/GetParameters]
/turtlesim/get_type_description [type_description_interfaces/srv/GetTypeDescription]
/turtlesim/list_parameters [rcl_interfaces/srv/ListParameters]
/turtlesim/set_parameters [rcl_interfaces/srv/SetParameters]
/turtlesim/set_parameters_atomically [rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically]

4 ros2 服务信息

要查看特定服务的信息，请使用以下命令：

ros2 service info <service_name>

这将返回服务类型以及服务客户端和服务器的数量。

例如，您可以找到 /clear 服务的客户端和服务器的数量：

ros2 service info /clear

将返回：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service info /clear
Type: std_srvs/srv/Empty
Clients count: 0
Services count: 1

5 ros2 服务查找

如果您想要查找特定类型的所有服务，您可以使用以下命令：

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

将返回：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service find std_srvs/srv/Empty
/clear
/reset

6 ros2 接口显示

您可以从命令行调用服务，但首先您需要了解输入参数的结构。

ros2 interface show <type_name>

尝试在 /clear 服务的类型 Empty 上使用这个：将返回：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 interface show std_srvs/srv/Empty
---

--- 将请求结构（上面）与响应结构（下面）分开。但是，如你之前所学， Empty 类型不发送或接收任何数据。因此，自然地，它的结构是空的。

让我们内省一个发送和接收数据的服务类型，就像 /spawn 。从 ros2 service list -t 的结果中，我们知道 /spawn 的类型是 turtlesim/srv/Spawn 。

要查看 /spawn 服务的请求和响应参数，请运行命令：

ros2 interface show turtlesim/srv/Spawn

将返回：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 interface show turtlesim/srv/Spawn
float32 x
float32 y
float32 theta
string name # Optional.  A unique name will be created and returned if this is empty
---
string name

上 --- 线条以上的信息告诉我们调用 /spawn 所需的参数。 x 、 y 和 theta 决定了生成的乌龟的 2D 姿态，而 name 显然是可选的。

线下的信息在这种情况下你不需要知道，但它可以帮助你理解你从调用中得到的响应的数据类型。

7 ros2 服务调用

现在您已经知道什么是服务类型，如何找到服务的类型，以及如何找到该类型参数的结构，您可以使用以下方式调用服务：

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

可选部分是 <arguments> 。例如，您知道 Empty 类型的服务没有任何参数：

ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty

此命令将清除 turtlesim 窗口中乌龟绘制的任何线条。

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty
requester: making request: std_srvs.srv.Empty_Request()


response:
std_srvs.srv.Empty_Response()

现在让我们通过调用 /spawn 并设置参数来生成一个新的乌龟。从命令行进行服务调用时，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: ''}"

您将获得这种方法风格的视图，了解正在发生的事情，然后是服务响应：

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: ''}"
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乌龟

8 ros2 服务回声

要查看服务客户端和服务服务器之间的数据通信 ，您可以使用以下方法 echo 服务：

ros2 service echo <service_name | service_type> <arguments>

ros2 service echo 依赖于服务客户端和服务器的服务内省，该服务默认是禁用的。要启用它，用户必须在创建服务器客户端或服务器后调用 configure_introspection 。

启动 introspection_client 和 introspection_service 服务自检演示。

ros2 launch demo_nodes_cpp introspect_services_launch.py

打开另一个终端并运行以下命令以启用 introspection_client 和 introspection_service 的服务内省。

ros2 param set /introspection_service service_configure_introspection contents
ros2 param set /introspection_client client_configure_introspection contents

现在我们可以通过 ros2 service echo 看到 introspection_client 和 introspection_service 之间的服务通信。

cxy@ubuntu2404-cxy:~$ ros2 service echo --flow-style /add_two_ints
info:
  event_type: REQUEST_SENT
  stamp:
    sec: 1720065556
    nanosec: 372663510
  client_gid: [1, 15, 189, 33, 116, 40, 126, 14, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 21, 3]
  sequence_number: 291
request: [{a: 2, b: 3}]
response: []
---
info:
  event_type: REQUEST_RECEIVED
  stamp:
    sec: 1720065556
    nanosec: 373104543
  client_gid: [1, 15, 189, 33, 116, 40, 126, 14, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 20, 4]
  sequence_number: 291
request: [{a: 2, b: 3}]
response: []
---
info:
  event_type: RESPONSE_SENT
  stamp:
    sec: 1720065556
    nanosec: 373481609
  client_gid: [1, 15, 189, 33, 116, 40, 126, 14, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 20, 4]
  sequence_number: 291
request: []
response: [{sum: 5}]
---
info:
  event_type: RESPONSE_RECEIVED
  stamp:
    sec: 1720065556
    nanosec: 373846318
  client_gid: [1, 15, 189, 33, 116, 40, 126, 14, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 21, 3]
  sequence_number: 291
request: []
response: [{sum: 5}]
---

摘要

节点可以使用 ROS 2 中的服务进行通信。与主题不同------主题是一种单向通信模式，节点发布的信息可以被一个或多个订阅者消费------服务是一种请求/响应模式，客户端向提供服务的节点发出请求，服务节点处理请求并生成响应。

通常，您不会希望使用服务来进行连续呼叫；主题或甚至行动会更合适。

在本教程中，您使用命令行工具来识别、内省和调用服务。

下一步

在下一个教程中，了解参数https://docs.ros.org/en/jazzy/Tutorials/Beginner-CLI-Tools/Understanding-ROS2-Parameters/Understanding-ROS2-Parameters.html，您将学习如何配置节点设置。

相关内容

查看这个教程；这是使用 Robotis 机器人臂的 ROS 服务的一个极好的现实应用。