理解ROS 2动作
Goal: Introspect actions in ROS 2.
教程级别: 初学者 [Alyssa@7088]
时间: 15分钟 [Alyssa@6755]
内容
背景
[需手动修复的语法]Action是ROS 2中的通讯类型之一，用于长期运行的任务。它们由三部分组成: 目标、反馈和结果。 [待校准@9126]
[需手动修复的语法]Action是建立在话题和服务之上的。它们的功能与服务类似，除了动作是可抢占的 (您可以在执行时取消它们)。他们也提供稳定的反馈，而不是返回单一响应的服务。 [待校准@9127]
[需手动修复的语法]Action使用客户端-服务器模型，类似于出版商-订户模型 (在 topics tutorial 中描述)。“动作客户端” 节点向 “动作服务器” 节点发送目标，该节点确认目标并返回反馈流和结果。 [待校准@9128]
先决条件
本教程建立了一些概念，如 nodes 和 topics ，涵盖在之前的教程中。 [待校准@9129]
本教程使用 turtlesim package 。 [待校准@9130]
和往常一样，不要忘记在 every new terminal you open 中源文件ROS 2。 [待校准@9131]
任务
1设置 [待校准@7567]
启动两个turtlesim节点， /turtlesim 和 /teleop_turtle 。 [待校准@7815]
打开新终端并运行: [待校准@7339]
ros2 run turtlesim turtlesim_node
打开另一个终端并运行: [待校准@7816]
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key
2使用动作 [待校准@9132]
当你launch的 /teleop_turtle 节点，你将看到以下消息终端: [待校准@9133]
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.
让我们关注第二行，它对应一个动作。(第一条指令对应于 “cmd _ vel” 话题，之前在 topics tutorial 中讨论过。) [待校准@9134]
请注意，字母键 “g | B | V | C | D | E | R | T” 在键盘上的 F 键周围形成一个 “框”。每个键在 F 周围的位置对应于turtlesim中的方向。例如， E 会将海龟的方向旋转到左上角。 [待校准@9135]
注意运行 /turtlesim 节点的终端。每次按下其中一个键，您都会向作为 /turtlesim 节点一部分的动作服务器发送一个目标。目标是旋转海龟以面对特定的方向。一旦海龟完成旋转，应显示一条传达目标结果的消息: [待校准@9136]
[INFO] [turtlesim]: Rotation goal completed successfully
[需手动修复的语法] F 键将在执行过程中取消一个目标，例程显示动作的可抢占功能。 [待校准@9137]
尝试按 C 键，然后按 F 键，乌龟才能完成旋转。在运行 /turtlesim 节点的终端中，您将看到以下消息: [待校准@9138]
[INFO] [turtlesim]: Rotation goal canceled
不仅客户端 (您在teleop中的输入) 可以抢占目标，服务器端 ( /turtlesim 节点) 也可以。当服务器端抢占动作时，它将 “中止” 目标。 [待校准@9139]
试着按下 D 键，然后在第一次旋转完成之前按下 G 键。在运行 /turtlesim 节点的终端中，您将看到以下消息: [待校准@9140]
[WARN] [turtlesim]: Rotation goal received before a previous goal finished. Aborting previous goal
服务器端中止了第一个目标，因为它被中断了。 [待校准@9141]
3 ros2节点信息 [待校准@9142]
要查看 /turtlesim 节点的动作，请打开一个新终端并运行以下命令: [待校准@9143]
ros2 node info /turtlesim
它将返回 /turtlesim 的订阅者、出版商、服务、动作服务器和动作客户端的列表: [待校准@9144]
/turtlesim
Subscribers:
/parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
/turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
Publishers:
/parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
/rosout: rcl_interfaces/msg/Log
/turtle1/color_sensor: turtlesim/msg/Color
/turtle1/pose: turtlesim/msg/Pose
Services:
/clear: std_srvs/srv/Empty
/kill: turtlesim/srv/Kill
/reset: std_srvs/srv/Empty
/spawn: turtlesim/srv/Spawn
/turtle1/set_pen: turtlesim/srv/SetPen
/turtle1/teleport_absolute: turtlesim/srv/TeleportAbsolute
/turtle1/teleport_relative: turtlesim/srv/TeleportRelative
/turtlesim/describe_parameters: rcl_interfaces/srv/DescribeParameters
/turtlesim/get_parameter_types: rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes
/turtlesim/get_parameters: rcl_interfaces/srv/GetParameters
/turtlesim/list_parameters: rcl_interfaces/srv/ListParameters
/turtlesim/set_parameters: rcl_interfaces/srv/SetParameters
/turtlesim/set_parameters_atomically: rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically
Action Servers:
/turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute
Action Clients:
请注意， /turtlesim 的 /turtle1/rotate_absolute 动作在 Action Servers 之下。这意味着 /turtlesim 对 /turtle1/rotate_absolute 动作做出反应并提供反馈。 [待校准@9145]
[需手动修复的语法] /teleop_turtle 节点在 Action Clients 下有 /turtle1/rotate_absolute 的名字，意思是它为那个动作的名字发送目标。 [待校准@9146]
ros2 node info /teleop_turtle
它将返回: [待校准@8090]
/teleop_turtle
Subscribers:
/parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
Publishers:
/parameter_events: rcl_interfaces/msg/ParameterEvent
/rosout: rcl_interfaces/msg/Log
/turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
Services:
/teleop_turtle/describe_parameters: rcl_interfaces/srv/DescribeParameters
/teleop_turtle/get_parameter_types: rcl_interfaces/srv/GetParameterTypes
/teleop_turtle/get_parameters: rcl_interfaces/srv/GetParameters
/teleop_turtle/list_parameters: rcl_interfaces/srv/ListParameters
/teleop_turtle/set_parameters: rcl_interfaces/srv/SetParameters
/teleop_turtle/set_parameters_atomically: rcl_interfaces/srv/SetParametersAtomically
Action Servers:
Action Clients:
/turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute
4 ros2动作列表 [待校准@9147]
要识别ROS图中的所有动作，请运行以下命令: [待校准@9148]
ros2 action list
它将返回: [待校准@8090]
/turtle1/rotate_absolute
这是目前ROS图中唯一的动作。正如你之前看到的，它控制着海龟的旋转。你也已经知道是动作客户端 (部分 /teleop_turtle ) 和动作服务器 (部分 /turtlesim ) 动作使用 ros2 node info <node_name> 命令。 [待校准@9149]
4.1 ros2动作列表-t [待校准@9150]
[需手动修复的语法]Action有类型，类似于话题和服务。要查找 /turtle1/rotate_absolute 的类型，请运行以下命令: [待校准@9151]
ros2 action list -t
它将返回: [待校准@8090]
/turtle1/rotate_absolute [turtlesim/action/RotateAbsolute]
在每个动作右侧的括号中，名称 (在这种情况下，只有 /turtle1/rotate_absolute ) 是动作类型， turtlesim/action/RotateAbsolute 。当您想要从命令行或代码中执行动作时，将需要此功能。 [待校准@9152]
5 ros2动作信息 [待校准@9153]
您可以通过以下命令进一步反思 /turtle1/rotate_absolute 动作: [待校准@9154]
ros2 action info /turtle1/rotate_absolute
它将返回 [待校准@9155]
Action: /turtle1/rotate_absolute
Action clients: 1
/teleop_turtle
Action servers: 1
/turtlesim
这告诉我们我们之前从在每个节点上运行 ros2 node info 中学到的东西: /teleop_turtle 节点有一个动作客户端， /turtlesim 节点有一个用于 /turtle1/rotate_absolute 动作的动作服务器。 [待校准@9156]
6 ros2界面展示 [待校准@8841]
在自己发送或执行动作目标之前，你还需要一条信息，那就是动作类型的结构。 [待校准@9157]
重新调用您在运行命令 ros2 action list -t 时识别了 /turtle1/rotate_absolute 的类型。在终端中使用动作类型输入以下命令: [待校准@9158]
ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute
它将返回: [待校准@8090]
# 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
此消息的第一部分，在 --- 上方，是目标请求的结构 (数据类型和名称)。下一节是结果的结构。最后一节是反馈的结构。 [待校准@9159]
7 ros2动作发送 _ 目标 [待校准@9160]
现在，让我们使用以下语法从命令行发送一个动作目标: [待校准@9161]
ros2 action send_goal <action_name> <action_type> <values>
[需手动修复的语法]``<values>`` need为YAML格式。 [待校准@9162]
密切注意turtlesim窗口，并在终端中输入以下命令: [待校准@9163]
ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"
您应该会看到海龟在旋转，以及终端中的以下消息: [待校准@9164]
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
所有目标都有一个唯一的账号，显示在返回消息中。你也可以看到结果，一个名为 delta 的字段，它是到起始位置的位移。 [待校准@9165]
要查看此目标的反馈，请将 --feedback 添加到您运行的最后一个命令中。首先，确保你改变了 theta 的价值。运行完之前的命令后，海龟已经处于 1.57 弧度的方向，所以除非你通过一个新的 theta ，否则它不会移动。 [待校准@9166]
ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: -1.57}" --feedback
您的终端将返回消息: [待校准@7838]
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
你将继续收到反馈，剩余的弧度，直到目标完成。 [待校准@9167]
总结
[需手动修复的语法]Action就像服务一样，允许你执行长时间运行的任务，提供定期反馈，并且是可取消的。 [待校准@9168]
机器人系统可能会使用动作来导航。动作目标可以告诉机器人穿梭到一个位置。当机器人导航到该位置时，它可以一路发送更新 (即反馈)，然后在到达目的地后发出最终结果消息。 [待校准@9169]
Turtlesim有一个动作服务器，动作客户端可以为旋转海龟发送目标。在本教程中，你反思了这个动作， /turtle1/rotate_absolute ，以更好地了解什么是动作以及它们是如何工作的。 [待校准@9170]
下一步
现在，您已经介绍了所有核心ROS 2概念。从 使用rqt_控制台 [待校准@8152] 开始， "Users" 系列的最后几个教程将向您介绍一些工具和技术，这些工具和技术将使使用ROS 2变得更容易。 [待校准@9171]