ROS2 Jazzy：用C++实现一个动作服务器和客户端

目标

用C++实现一个动作服务器和客户端。

背景信息

动作是ROS2中的一种异步通信方式。动作客户端向动作服务器发送目标请求，动作服务器向动作客户端发送目标反馈和结果。本文使用了可组合节点，关于组合会在后续的文章中讲解。

先决条件

• 已安装ROS2和colcon。
• 了解如何设置工作空间和创建软件包。
• 操作前请先加载ROS2环境。

创建动作接口

1. 创建接口包

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws/src
ros2 pkg create –license Apache-2.0 custom_action_interfaces

2. 定义动作

动作通过扩展名为.action的文件定义，格式如下：

# Request
—
# Result
—
# Feedback

一个动作定义由三部分消息定义组成，用—分隔：

• 请求消息：由动作客户端发送给动作服务器，用于发起新目标。
• 结果消息：当目标完成时，由动作服务器发送给动作客户端。
• 反馈消息：动作服务器定期发送给动作客户端，提供目标的进度更新。 动作的一个实例通常称为一个“目标”。

假设我们要定义一个名为“Fibonacci”的新动作，用于计算斐波那契数列。

在custom_action_interfaces包中创建动作目录：

cd custom_action_interfaces
mkdir action

在action目录下创建Fibonacci.action文件，内容如下：

int32 order # 目标请求：要计算的斐波那契数列的项数
—
int32[] sequence # 结果：最终生成的数列
—
int32[] partial_sequence # 反馈：当前已生成的部分数列

3. 构建动作

在代码中使用新定义的“Fibonacci”动作类型前，必须将动作定义传递给rosidl代码生成流程。

3.1：修改CMakeLists.txt

在ament_package()语句前添加以下内容：

find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)

rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
\”action/Fibonacci.action\”
)

3.2：修改package.xml

添加所需依赖：

<buildtool_depend>rosidl_default_generators</buildtool_depend>
<member_of_group>rosidl_interface_packages</member_of_group>

3.3：构建软件包

# 切换到工作空间根目录
cd ~/ros2_ws
# 构建
colcon build –packages-select custom_action_interfaces

3.4：验证动作定义

加载工作空间环境：

source install/local_setup.bash

检查动作定义是否存在：

ros2 interface show custom_action_interfaces/action/Fibonacci

你应能在终端看到Fibonacci动作的定义内容。

实现动作服务器和客户端

1. 创建custom_action_cpp包

1.1 创建包

进入动作工作空间（记得先加载工作空间环境），为C++动作服务器创建新包：

# Linux/macOS/Windows
cd ~/ros2_ws/src
ros2 pkg create –dependencies custom_action_interfaces rclcpp rclcpp_action rclcpp_components –license Apache-2.0 custom_action_cpp

1.2 添加可见性控制(visibility control)

为了使包在Windows上编译运行，需要添加“可见性控制visibility control“(https://docs.ros.org/en/jazzy/The-ROS2-Project/Contributing/Windows-Tips-and-Tricks.html#windows-symbol-visibility)。打开custom_action_cpp/include/custom_action_cpp/visibility_control.h，粘贴以下代码：

#ifndef CUSTOM_ACTION_CPP__VISIBILITY_CONTROL_H_
#define CUSTOM_ACTION_CPP__VISIBILITY_CONTROL_H_

#ifdef __cplusplus
extern \”C\”
{

#endif

// 此逻辑（同时命名空间化）借鉴自gcc wiki上的示例：
// https://gcc.gnu.org/wiki/Visibility

#if defined _WIN32 || defined __CYGWIN__
#ifdef __GNUC__
#define CUSTOM_ACTION_CPP_EXPORT __attribute__ ((dllexport))
#define CUSTOM_ACTION_CPP_IMPORT __attribute__ ((dllimport))
#else
#define CUSTOM_ACTION_CPP_EXPORT __declspec(dllexport)
#define CUSTOM_ACTION_CPP_IMPORT __declspec(dllimport)
#endif
#ifdef CUSTOM_ACTION_CPP_BUILDING_DLL
#define CUSTOM_ACTION_CPP_PUBLIC CUSTOM_ACTION_CPP_EXPORT
#else
#define CUSTOM_ACTION_CPP_PUBLIC CUSTOM_ACTION_CPP_IMPORT
#endif
#define CUSTOM_ACTION_CPP_PUBLIC_TYPE CUSTOM_ACTION_CPP_PUBLIC
#define CUSTOM_ACTION_CPP_LOCAL
#else
#define CUSTOM_ACTION_CPP_EXPORT __attribute__ ((visibility(\”default\”)))
#define CUSTOM_ACTION_CPP_IMPORT
#if __GNUC__ >= 4
#define CUSTOM_ACTION_CPP_PUBLIC __attribute__ ((visibility(\”default\”