关于ROS 2接口 [待校准@10102]

1. 背景 [Alyssa@10103]
2. 消息描述规范 [Alyssa@10109]
- 2.1 字段 [Alyssa@10111]
- 2.2 常数 [Alyssa@10187]
3. 服务描述规范 [Alyssa@10190]
4. ROS 2接口的新功能 [Alyssa@10196]

1. 背景 [Alyssa@10103]

ROS应用程序通常通过三种类型之一的接口进行通信: 消息（messages）、服务（services）和动作（actions）。ROS 2使用简化的描述语言，即接口定义语言 (IDL) 来描述这些接口。这种描述使ROS工具可以轻松地以多种目标语言自动的生成接口类型的源文件。 [Alyssa@10104]

在本文档中，我们将描述ROS2支持的类型。 [Alyssa@10105]

msg（消息）: .msg 文件是描述ROS消息字段的简单文本文件。它们用于为不同语言的消息生成源文件代码。 [Alyssa@10106]
srv（服务）: .srv 文件描述了一项服务。它们由两部分组成: 请求和响应。请求和响应是消息声明。 [Alyssa@10107]
动作（action）: .action 文件描述动作。它们由三部分组成: 目标、结果和反馈。每个部分本身都是一个消息声明。 [Alyssa@10108]

2. 消息描述规范 [Alyssa@10109]

消息是在ROS包的 msg/ 目录下的 .msg 文件中描述和定义的。 .msg 文件由两部分组成: 字段和常量。 [Alyssa@10110]

2.1 字段 [Alyssa@10111]

每个字段由一个类型和一个名称组成，用一个空格分隔，即:

fieldtype1 fieldname1
fieldtype2 fieldname2
fieldtype3 fieldname3

例如:

int32 my_int
string my_string

2.1.1 字段类型 [Alyssa@10114]

字段类型可以是:

内置类型
ROS2自己定义的消息描述的名称，如 "geometry_msgs/PoseStamped" [Alyssa@10117]

目前支持的内置类型: [Alyssa@10118]

类型名称	C++	Python	DDS 类型 [Alyssa@10122]
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

每个内置类型都可以用来定义数组: [Alyssa@10164]

类型名称	C++	Python	DDS 类型 [Alyssa@10122]
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

所有比ROS定义更宽松的类型都通过软件在范围和长度上实施ROS约束 [待校准@10177]

使用数组和有界类型的消息定义示例: [Alyssa@10178]

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

2.1.2 字段名称 [Alyssa@10179]

字段名必须是小写字母和数字字符，用下划线分隔单词。它们必须以字母字符开头，不能以下划线结尾，也不能有两个连续的下划线。 [Alyssa@10180]

2.1.3 字段默认值 [Alyssa@10181]

可以为消息类型中的任何字段设置默认值。目前，string数组和复杂类型(即上述内置类型表中不存在的类型，适用于所有嵌套消息)不支持设置默认值 [Alyssa@10182]

定义默认值是通过向字段定义行添加第三个元素来完成的，即: [待校准@10183]

fieldtype fieldname fielddefaultvalue

例如:

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

注意:

string值必须定义在单引号 ”' ”或双引号 “ "“中 [Alyssa@10185]
目前string值未转义 [待校准@10186]

2.2 常数 [Alyssa@10187]

每个常量定义都类似于具有默认值的字段描述，不同之处在于该值永远无法通过程序更改。该值通过使用等号 “=” 来赋值，例如 [Alyssa@10188]

constanttype CONSTANTNAME=constantvalue

例如:

int32 X=123
int32 Y=-123
string FOO="foo"
string EXAMPLE='bar'

注解

常量名称必须为大写 [待校准@10189]

3. 服务描述规范 [Alyssa@10190]

服务消息在ROS包的 srv/ 目录下的 .srv 文件中描述和定义。 [Alyssa@10191]

服务描述文件由一个请求和一个响应msg类型组成，以“---”分隔。任何两个用“---” 连接的 .msg 文件都是合法的服务描述。 [Alyssa@10192]

这是一个非常简单的服务示例，该服务接受一个字符串（string）并返回一个字符串（string）: [Alyssa@10193]

string str
---
string str

我们当然可以使服务消息变得更加复杂 (如果您想引用来自同一包的消息，您不能提及包名称): [Alyssa@10194]

#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

您不能在服务中嵌入其他服务。 [待校准@10195]

4. ROS 2接口的新功能 [Alyssa@10196]

ROS 2 IDL与 ROS 1 IDL 密切相关。大多数现有的ROS 1 .msg 和 .srv 文件在ROS 2上应该一样可用。在ROS 1现有的特征集上，ROS 2 IDL引入了一些新的特征，即: [Alyssa@10197]

有界数组: 鉴于ROS 1IDL允许无界数组 (例如，int32[] foo) 和固定大小数组 (例如，int32[5] bar)，ROS 2 IDL进一步允许有界数组 (例如，int32[<=5] bat)。在某些用例中，重要的是能够在数组大小上设置上限，而不必总是使用太多空间 (例如，在实时系统中，您需要预分配将在执行期间使用的所有内存)。 [Alyssa@10198]
有界字符串: 鉴于ROS 1IDL允许无界字符串 (例如，string foo)，ROS 2 IDL进一步允许有界字符串 (例如，string<=5 bar)。 [Alyssa@10199]
默认值: 鉴于ROS 1IDL允许常量字段 (例如，int32 X=123)，ROS 2 IDL进一步允许指定默认值 (例如， int32 X 123 )。在构造消息/服务对象时使用默认值，随后可以通过给字段赋值来覆盖默认值。您也可以为动作部分指定默认值。 [Alyssa@10200]