ROS:服务机制(Service)

ROS 的 服务机制(Service) 是一种 同步的请求-响应通信方式 ,类似于 RPC(Remote Procedure Call,远程过程调用) 。

它通常用于 一次性请求 + 返回结果的场景,比如:

机器人请求地图服务器加载地图

请求计算某个结果(例如两个数相加)

请求机器人执行某个动作并返回结果

和 Topic(发布/订阅) 不同,Service 是 一对一 + 同步通信。

一、ROS通信方式整体结构

在 ROS 中主要有 三种通信机制:

通信方式 特点 使用场景
Topic 异步、发布订阅 传感器数据、控制指令
Service 同步、请求响应 计算请求、状态查询
Action 长时间任务 导航、机械臂动作

二、Service 的核心组成

ROS Service 由 三部分组成:

Service

├── Service Server(服务端)

├── Service Client(客户端)

└── Service Message(srv文件)

Service Server(服务端)

服务器负责:

接收客户端请求

执行计算

返回结果

Service Client(客户端)

调用服务的一方

客户端会:

  1. 发送请求
  2. 等待服务器处理
  3. 接收返回值

Service Message(srv 文件)

Service 使用 .srv 文件定义通信格式

格式:

Request


Response

示例:

int64 a

int64 b


int64 sum

含义:

客户端发送:

a

b

服务器返回:

sum

三、Service 工作流程(核心)

完整流程如下:

Client Server

| |

|----- request (a,b) ---------->|

| |

| 执行计算

| |

|<------ response (sum) ------|

| |

详细步骤:

第一步:Server 注册服务

服务端启动:

cpp 复制代码
ros::ServiceServer service = nh.advertiseService(...)

此时会向 ROS Master 注册

第二步:Client 查询服务

客户端调用:

cpp 复制代码
client = nh.serviceClient(...)

Client 会向 ROS Master 查询

/add_two_ints 在哪里?

Master 返回:

Service Server 地址

第三步:建立 TCP 连接

ROS 使用:TCPROS

客户端与服务器 建立 TCP 连接。

第四步:发送 Request

客户端发送:

a

b

第五步:Server 处理请求

Server 执行回调函数:

cpp 复制代码
bool add(Request &req, Response &res)
{
    res.sum = req.a + req.b;
}

第六步:返回 Response

Server 返回:sum

客户端收到结果

四、Service 通信结构(底层)

ROS Service 的底层是:

TCP + ROS 序列化

通信流程:

Client

|

| 1 查询服务

v

ROS Master

|

| 2 返回Server地址

v

Client <----TCP----> Server

Request

Response

注意:

ROS Master 不参与实际数据通信

它只负责:服务发现

五、Service 的特点

同步通信

调用服务时:client.call()

一对一通信

Service 只能:

一个 Client -> 一个 Server

不像 Topic 可以:

多个 subscriber

适合短任务

Service 不适合:

长时间任务

例如:

导航

机械臂抓取

这些应该用 Action。

六、Service 的代码结构(C++)

服务端

cpp 复制代码
#include "ros/ros.h"
#include "beginner_tutorials/AddTwoInts.h"

bool add(beginner_tutorials::AddTwoInts::Request &req,
         beginner_tutorials::AddTwoInts::Response &res)
{
    res.sum = req.a + req.b;
    return true;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "add_two_ints_server");

    ros::NodeHandle nh;

    ros::ServiceServer service =
        nh.advertiseService("add_two_ints", add);

    ros::spin();

    return 0;
}

客户端

cpp 复制代码
#include "ros/ros.h"
#include "beginner_tutorials/AddTwoInts.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    ros::init(argc, argv, "add_two_ints_client");

    ros::NodeHandle nh;

    ros::ServiceClient client =
        nh.serviceClient<beginner_tutorials::AddTwoInts>("add_two_ints");

    beginner_tutorials::AddTwoInts srv;

    srv.request.a = 1;
    srv.request.b = 2;

    if(client.call(srv))
    {
        ROS_INFO("sum: %ld", srv.response.sum);
    }

    return 0;
}
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