ROS2学习笔记(六)从turtlesim学习ROS2动作

前言

学习ROS2的路，并不能通过学习ROS1代替，因为ROS2的“内核”不同于ROS1，必须认认真真从头开始重新学习。

Ubuntu版本：20.04

ROS版本：Foxy

学习笔记回顾

1.ros2 action

action是ROS2和ROS1中的一种通信类型，可以解决较复杂的应用层问题。如果需要我们控制机械臂，我们不仅要发出指令，还要机械臂的实时反馈，如果直接使用话题和服务也可以实现，不过需要一下发送好几个话题或者服务，非常麻烦。针对类似的实时性较高，比较复杂的场景，ROS推出了一个应用级的通信机制-action（动作），主要解决需要长时间运行的机器人任务。action由一个话题和两个服务组成：一个任务目标（Goal，服务），一个执行结果（Result，服务），周期数据反馈（Feedback，话题）。

action的功能类似于服务，可以随时停止动作，如果执行过程中发送一个新的action动作，则会直接终端上一个动作开始执行最新的动作。
在这里插入图片描述

2.启动小海龟模拟器

$ ros2 run turtlesim turtlesim_node
$ ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

3.使用action

在启动键盘控制节点的终端中，可以看到返回信息：

Use arrow keys to move the turtle.
Use G|B|V|C|D|E|R|T keys to rotate to absolute orientations. 'F' to cancel a rotation.

我们把‘F’作为小海龟，按键G|B|V|C|D|E|R|T都围绕着‘F’，按下键的方向就是在键盘上相对于’F’的方向。每当按下一个按键，会从客户端发送一个action，服务器接收到后就会开始执行响应的动作，此时按下‘F’键可以停止动作,执行完返回的消息如下所示：

[INFO] [turtlesim]: Rotation goal completed successfully

如果先按下‘D’，在还没有完成旋转的情况下，再按下‘G’，这时会中断前一个action的执行，因为action是抢占式的，终端中的提示如下所示：

[WARN] [turtlesim]: Rotation goal received before a previous goal finished. Aborting previous goal

4.ros2 action list

列出当前运行的action列表，输入如下命令：

$ ros2 action list
----
/turtle1/rotate_absolute

如果想要更详细的查看action的数据类型，可以使用如下命令查看：

$ ros2 action list -t
----
/turtle1/rotate_absolute [turtlesim/action/RotateAbsolute]

这边的turtlesim/action/RotateAbsolute就是动作类型。

5.ros2 action info

该命令可以查看ROS2动作的信息，输入如下命令：

$ ros2 action info /turtle1/rotate_absolute
----
Action: /turtle1/rotate_absolute
Action clients: 1
    /teleop_turtle
Action servers: 1
    /turtlesim

从中可以看到提供给该action的服务器数量和客户端数量。

6.ros2 interface show查看action数据结构

想要发送一条action的前提下，需要知道action的数据结构。我们上面已经获取到了/turtle1/rotate_absolute的数据类型，使用如下命令查看数据结构：

$ ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute
----
#The desired heading in radians
float32 theta
---
#The angular displacement in radians to the starting position
float32 delta
---
#The remaining rotation in radians
float32 remaining

返回的数据中，由---分割为三段，第一段是目标请求的变量，第二段是返回结果的变量，最后一段是周期反馈的变量。

7.ros2 action send_goal

该命令可以发送一个动作目标，命令格式如下所示：

$ ros2 action send_goal <action_name> <action_type> <values>

是yaml格式的，可以尝试着发送一个试试：

$ ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"
----
Waiting for an action server to become available...
Sending goal:
   theta: 1.57

Goal accepted with ID: f8db8f44410849eaa93d3feb747dd444

Result:
  delta: -1.568000316619873

Goal finished with status: SUCCEEDED

输完命令后，可以看到小海龟在原地旋转，并且回复了结果数据，当我们加上–feedback参数后，可以看到action的周期反馈，命令如下所示：

$ ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: -1.57}" --feedback
----
Sending goal:
   theta: -1.57

Goal accepted with ID: e6092c831f994afda92f0086f220da27

Feedback:
  remaining: -3.1268222332000732

Feedback:
  remaining: -3.1108222007751465

…

Result:
  delta: 3.1200008392333984

Goal finished with status: SUCCEEDED

在旋转过程中会不断显示周期反馈信息。

总结

这就是ROS2中的动作，用于长时间执行一项任务，提供过程中的周期反馈，而且是可以取消或者抢占的。

Reference:

https://docs.ros.org/en/foxy/Tutorials/Understanding-ROS2-Actions.html

结语

本文也是基于笔者的学习和使用经验总结的，主观性较强，如果有哪些不对的地方或者不明白的地方，欢迎评论区留言交流~

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