【ROS入门】8. 服务端Server的编程与实现

一.模型图

Server端本身是进行模拟海龟运动的命令端，它的实现是通过给海龟发送速度（Twist）的指令，来控制海龟运动（本身通过Topic实现）。

Client端相当于海龟运动的开关，其发布Request来控制Server端。

通过自定义名为 /turtle_command 的Service实现，中间传输消息的数据类型为std_srvs::Trigger（一种针对服务标准std_srvs下的数据定义）来通信。Trigger意为触发，通过Trigger信号来触发Server端的运动指令。

Server端接收这个Trigger信号后，可控制其是否要给海龟发送Twist指令，同时给Client发送Response反馈告诉它海龟的运动状态。

ROS Master负责管理节点。

所以本例既有Server端自己的Topic模式控制海龟运动，又有S/C之间的Service模式，包含两种通信模式的实现。

二.创建功能包

本节还是使用上节创建的 learning_service 包来进行代码存放和编译。

在learning_service/src/下创建一个turtle_command_server.cpp

三.创建代码并编译运行（C++）

1.如何实现一个服务器端Server

初始化ROS
创建一个Server实例
循环等待服务请求，进入回调函数
在回调函数中完成服务功能的处理，并反馈应答数据

2.创建服务端Server代码

复制代码

/***********************************************************************
Copyright 2020 GuYueHome (www.guyuehome.com).
***********************************************************************/
/**
* 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，传入参数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Publish发布者，发布名为/turtle1/cmd_vel的topic，消息类型为geometry_msgs::Twist，队列长度为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;

其中在回调函数中给Client端的反馈数据res是与Trigger相对应的，我们可以查看一下Trigger的数据结构。可以使用rossrv指令查看service中的数据类型：

查询结果中：---是一个分界线，上面是request相关的数据结构；下面是response相关的数据结构：success、message都在代码中体现了。

复制代码

rossrv show std_srvs/Trigger

3.编译

先配置CMakeLists.txt编译规则：

设置需要编译的代码和生成的可执行文件add_executable；
设置链接库target_link_libraries；

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

然后进行编译：

复制代码

cd ~/catkin_ws
catkin_make

4.运行

默认已经source devel/setup.bash，接着运行。

复制代码

roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
rosrun learning_service turtle_command_server

接着我们使用rosservice call ...请求海龟动起来，再打开一个终端。

（输入完 /turtle_command 后敲个空格再用Tab键可自动填充空指令内容, /turtle_command是程序里写好的service名字）

复制代码

rosservice call /turtle_command "{}"

可以看到海龟动起来了！！

再输入一遍rosservice call /turtle_command "{}"海龟就会停下来。

这和程序内容有关，因为有一个flag内容，指令相当于开关。

四.创建代码并编译运行（python）

1.如何实现一个服务器端Server

初始化ROS
创建一个Server实例
循环等待服务请求，进入回调函数
在回调函数中完成服务功能的处理，并反馈应答数据

2.创建服务端Server代码

注意在C++里我们使用了spinOnce来查看一次队列，判断是否有消息入队；在Python中没有这个功能，因此这里使用了多线程思路。

复制代码

!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
########################################################################
####
Copyright 2020 GuYueHome (www.guyuehome.com).
###
########################################################################
# 该例程将执行/turtle_command服务,服务数据类型std_srvs/Trigger
import rospy
import thread,time  #python3 将thread改成_thread
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)
    t    ime.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."   #print加（）
    thread.start_new_thread(command_thread, ()) #python3 将thread改成_thread
    rospy.spin()
if __name__ == "__main__":
    turtle_command_server()

在代码36行解释中，回调函数中给Client端的反馈数据是与Trigger相对应的，我们可以查看一下Trigger的数据结构。

最后右击py文件→属性，打开执行权限。

3.运行

复制代码

roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
rosrun learning_service turtle_command_server.py

服务端启动。

接着我们使用rosservice call ...请求海龟动起来，再打开一个终端。

（输入完 /turtle_command 后敲个空格再用Tab键可自动填充空指令内容）

复制代码

rosservice call /turtle_command "{}"

同样动起来了！！！

再输入一遍rosservice call /turtle_command "{}"海龟就会停下来。

五.再看服务数据srv

在代码中，回调函数中给Client端的反馈数据是与Trigger相对应的，这个对应是指与它的response部分对应。

这指的是破折号上方是定义Request部分，下方是定义Response部分。

在Trigger中，没有Request部分，即一个空内容的Request，这也解释了我们不需要在让海龟运动时给 /turtle_command 传内容，直接传个空值 "{}" 就可以了（rosservice call /turtle_command "{}"）。

这部分为下一节做铺垫，下一节将讲自定义服务数据srv。