ROS 2接口

• 背景
• 消息描述規范
• • Fields*字段*
  • • Fields type*字段類型*
    • Fields name*字段名稱*
    • Fields default value*字段默認值*
  • Constant*常量*
• 服務描述規范
• ROS 2的新功能

背景

ROS應用程序通過消息、服務和操作三種類型的接口來進行通信。
ROS2使用即接口定義語言(IDL)來描述這些接口，這種接口定義語言非常簡單。
IDL使得ROS工具可以較輕易地自動生成多種目標語言接口類型的源代碼。

接口包括

• msg消息： .msg文件是描述ROS消息字段的簡單文本文件。 它們用于為不同語言的消息生成源代碼。
• srv服務：.srv文件是用于描述服務的。 它們由請求和響應兩部分組成。 請求和響應都是一個消息聲明。
• action操作： .action文件描述操作。 它們由目標、結果和反饋三個部分組成。 每個部分都是一個消息聲明。

消息描述規范

消息被定義于ROS包的msg/目錄下的.msg文件中，.msg由fields字段和constants常量兩部分構成。

Fields字段

每個field由一個type類型和一個name名稱組成，由空格隔開，格式如下：

fieldtype1 fieldname1
fieldtype2 fieldname2
fieldtype3 fieldname3

例如：

int32 my_int
string my_string

Fields type字段類型

字段類型包括

• 內置類型
• 自定義的消息描述名稱，例如“geometry_msgs/PoseStamped”

內置類型：

Type nameC++PythonDDS type

bool	bool	builtins.bool	boolean
byte	uint8_t	builtins.bytes*	octet
char	char	builtins.str*	char
float32	float	builtins.float*	float
float64	double	builtins.float*	double
int8	int8_t	builtins.int*	octet
uint8	uint8_t	builtins.int*	octet
int16	int16_t	builtins.int*	short
uint16	uint16_t	builtins.int*	unsigned short
int32	int32_t	builtins.int*	long
uint32	uint32_t	builtins.int*	unsigned long
int64	int64_t	builtins.int*	long long
uint64	uint64_t	builtins.int*	unsigned long long
string	std::string	builtins.str	string
wstring	std::u16string	builtins.str	wstring

內置類型均可支持數組如下：

Type nameC++PythonDDS type

static array	std::array<T, N>	builtins.list*	T[N]
unbounded dynamic array	std::vector	builtins.list	sequence
bounded dynamic array	custom_class<T, N>	builtins.list*	sequence<T, N>
bounded string	std::string	builtins.str*	string

如下例：

int32[] unbounded_integer_array
int32[5] five_integers_array
int32[<=5] up_to_five_integers_array

string string_of_unbounded_size
string<=10 up_to_ten_characters_string

string[<=5] up_to_five_unbounded_strings
string<=10[] unbounded_array_of_string_up_to_ten_characters each
string<=10[<=5] up_to_five_strings_up_to_ten_characters_each

Fields name字段名稱

字段名稱必須是小寫字母、數字和字符，用下劃線用于分隔單詞。須以字母字符開始，不能以下劃線結束，并且不能有兩個連續的下劃線。

Fields default value字段默認值

消息類型中的任意字段均可設置默認值。
目前尚不支持字符串數組和復雜類型的默認值。

定義默認值是通過向字段定義行添加第三個元素來實現的，即：

fieldtype fieldname fielddefaultvalue

例：

uint8 x 42
int16 y -2000
string full_name “John Doe”
int32[] samples [-200, -100, 0, 100, 200]

注意

• 字符串值需要以單引號’或雙引號"進行定義
• 目前字符串不支持轉義符

Constant常量

常量定義使用類似帶有默認值的字段描述的方式來定義。這個值永遠無法通過編程方式更改。常量采用等號’ = '表示進行賦值：

constanttype CONSTANTNAME=constantvalue

例：

int32 X=123
int32 Y=-123
string FOO=“foo”
string EXAMPLE=‘bar’

注意
常量名必須使用大寫字符

服務描述規范

服務被定義于ROS包的srv/目錄下的.srv文件中。

一個服務描述文件包含有請求和相應的消息格式，由‘-’分隔。任意兩個由‘-’的連接的.msg文件就是合法的服務描述文件。

下述是一個最簡的服務描述文件：

string str --- string str

當然，可以使用更復雜的格式(如果你想引用來自同一個包的消息，那么無需提到包名):

#request constants int8 FOO=1 int8 BAR=2 #request fields int8 foobar another_pkg/AnotherMessage msg --- #response constants uint32 SECRET=123456 #response fields another_pkg/YetAnotherMessage val CustomMessageDefinedInThisPackage value uint32 an_integer

我們不能在服務中循環嵌套使用服務。

ROS 2的新功能

ROS 2 IDL與ROS 1 IDL密切相關。大多數現有的ROS 1 .msg和.srv文件在ROS 2可以繼續使用。 在ROS 1現有功能集的基礎上，ROS 2 IDL引入了一些新功能，即：

• 有界數組 ： 盡管ROS 1 IDL允許無界數組(如int32[] foo)和固定大小的數組(如int32[5] bar)， ROS 2 IDL進一步允許有界數組(如int32[<=5] bat)。
  有界數組能夠為數組的大小設置一個上限（例如在一個實時系統中，你需要預先分配在執行期間將使用的所有內存）。
• 有界字符串：ROS1 IDL允許無限制的字符串(例如字符串foo)， ros2 IDL進一步允許有界字符串(例如字符串<=5 bar)。
• 默認值：盡管ROS 1 IDL允許常量字段(例如，int32 X=123)， ROS 2 IDL進一步允許指定默認值(例如，int32 X 123)。 默認值在構造消息/服務對象時使用，隨后可以通過賦值給字段來重寫。 您還可以為action部分指定默認值。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ROS2学习（八）.ROS概念 - ROS 2接口（Ros2 interface）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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