ROS系统动作编程

Posted 2021-08-08 ʚVVcatɞ

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了ROS系统动作编程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

什么是动作

一种问答通信机制
带有连续反馈
可以在任务过程终止运行
基于ROS的消息机制实现。

Action的接口：

goal：发布任务目标
cancel：请求取消任务
status：通知客户端当前的状态
feedback：周期反馈任务运行的监控数据
result：向客户端发送任务的执行结果，只发布一次。

创建功能包

cd ~/catkin_ws/src

catkin_create_pkg learning_action std_msgs roscpp rospy

在这里插入图片描述

定义 action 文件夹

cd ~/catkin_ws/src/learning_action

mkdir action

在这里插入图片描述

创建 DoDishes.action 文件

cd ~/catkin_ws/src/learning_action/action

touch DoDishes.action

在这里插入图片描述

DoDishes.action 文件内容

# Define the goal
uint32 dishwasher_id  # Specify which dishwasher we want to use
---
# Define the result
uint32 total_dishes_cleaned
---
# Define a feedback message
float32 percent_complete

定义目标信息：uint32 dishwasher_id
定义结果信息：uint32 total_dishes_cleaned
定义周期反馈的信息：float32 percent_complete

在package.xml中添加功能包依赖

<build_depend>actionlib</build_depend>
<build_depend>actionlib_msgs</build_depend>
<exec_depend>actionlib</exec_depend>
<exec_depend>actionlib_msgs</exec_depend>

在这里插入图片描述

在CMakeLists.txt添加编译选项

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  ......
  .....
  .....
  actionlib_msgs 
  actionlib
)

在这里插入图片描述

add_action_files(DIRECTORY action FILES DoDishes.action)
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs actionlib_msgs)

在这里插入图片描述

配置完成后，对工程目录进行编译

cd ~/catkin_ws

catkin_make

如何实现一个动作服务器

初始化ROS节点
创建动作服务器实例
启动服务器，等待动作请求
在回调函数中完成动作服务功能的处理，并反馈进度信息
动作完成，发送结束信息。

通过以下代码去调用生成的头文件

在 src 目录下创建两个 cpp文件

cd ~/catkin_ws/src/learning_action/src

创建 DoDishes_server.cpp 文件

touch DoDishes_server.cpp

以下是 DoDishes_server.cpp 文件中的内容
代码功能：实现一个动作服务器

#include <ros/ros.h>
#include <actionlib/server/simple_action_server.h>
#include "learning_communication/DoDishesAction.h"

typedef actionlib::SimpleActionServer<learning_communication::DoDishesAction> Server;

// 收到action的goal后调用该回调函数
void execute(const learning_communication::DoDishesGoalConstPtr& goal, Server* as)
{
    ros::Rate r(1);
    learning_communication::DoDishesFeedback feedback;

    ROS_INFO("Dishwasher %d is working.", goal->dishwasher_id);

    // 假设洗盘子的进度，并且按照1hz的频率发布进度feedback
    for(int i=1; i<=10; i++)
    {
        feedback.percent_complete = i * 10;
        as->publishFeedback(feedback);
        r.sleep();
    }

    // 当action完成后，向客户端返回结果
    ROS_INFO("Dishwasher %d finish working.", goal->dishwasher_id);
    as->setSucceeded();
}

int main(int argc, char** argv)
{
    ros::init(argc, argv, "do_dishes_server");
    ros::NodeHandle n;

    // 定义一个服务器
    Server server(n, "do_dishes", boost::bind(&execute, _1, &server), false);
    
    // 服务器开始运行
    server.start();

    ros::spin();

    return 0;
}

如何实现一个动作客户端

初始化ROS节点
创建动作客户端实例
连接动作服务端
发送动作目标
根据不同类型的服务端反馈处理回调函数

创建 DoDishes_client.cpp 文件

touch DoDishes_client.cpp

DoDishes_client.cpp 文件中的内容

代码功能：实现一个动作客户端

DoDishes_client.cpp

#include <actionlib/client/simple_action_client.h>
#include "learning_communication/DoDishesAction.h"

typedef actionlib::SimpleActionClient<learning_communication::DoDishesAction> Client;

// 当action完成后会调用该回调函数一次
void doneCb(const actionlib::SimpleClientGoalState& state,
        const learning_communication::DoDishesResultConstPtr& result)
{
    ROS_INFO("Yay! The dishes are now clean");
    ros::shutdown();
}

// 当action激活后会调用该回调函数一次
void activeCb()
{
    ROS_INFO("Goal just went active");
}

// 收到feedback后调用该回调函数
void feedbackCb(const learning_communication::DoDishesFeedbackConstPtr& feedback)
{
    ROS_INFO(" percent_complete : %f ", feedback->percent_complete);
}

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

    // 定义一个客户端
    Client client("do_dishes", true);

    // 等待服务器端
    ROS_INFO("Waiting for action server to start.");
    client.waitForServer();
    ROS_INFO("Action server started, sending goal.");

    // 创建一个action的goal
    learning_communication::DoDishesGoal goal;
    goal.dishwasher_id = 1;

    // 发送action的goal给服务器端，并且设置回调函数
    client.sendGoal(goal,  &doneCb, &activeCb, &feedbackCb);

    ros::spin();

    return 0;
}

在CMakeLists.txt文件中添加以下代码：

add_executable(DoDishes_client src/DoDishes_client.cpp)
target_link_libraries( DoDishes_client ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(DoDishes_client ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS})

add_executable(DoDishes_server src/DoDishes_server.cpp)
target_link_libraries( DoDishes_server ${catkin_LIBRARIES})
add_dependencies(DoDishes_server ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS})

在这里插入图片描述