機器人編程趣味實踐10-做個任務（行動）

這是ROS2中比服務更為復雜的基礎模塊。

白話一下：一個行動，可以時刻匯報進展，無法完成時可以變更或者取消，完成后會告知

Mission completed!

具體應用案例，如導航行為樹

這個后續細說，現在先從簡單的入手吧。

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本節目標通過基礎案例掌握ROS2內部行動的基本使用。

預備知識

行動是 ROS 2 中的又一種通信類型，用于長時間運行的任務，由三部分組成：目標、反饋和結果。行動建立在主題和服務上。 它們的功能類似于服務，但可以取消，還提供穩定的反饋，而不同于返回單一響應的服務。行動同樣使用客戶端-服務器模型，類似于發布者-訂閱者模型（在主題教程中進行了描述）。 “行動客戶端”節點向“動作服務器”節點發送目標，該節點確認目標并返回反饋過程流和結果。

功能包要點

ros2基礎包

turtlesim包

source

實踐

1 配置

運行如下兩個節點 /turtlesim 和 /teleop_turtle ：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

2 基礎使用

可以看到右側啟動/teleop_turtle節點后，終端顯示如下：

使用方向鍵移動機器人.

使用 G|B|V|C|D|E|R|T 鍵使機器人轉相應角度. 'F' 鍵取消旋轉.

讓我們專注于第二行，它對應于一個行動。 （第一條指令對應于“cmd_vel”主題，之前在主題教程中討論過。）請注意，字母鍵 G|B|V|C|D|E|R|T 在美國 QWERTY 鍵盤上的 F 鍵周圍形成一個“框”。 F 周圍的每個鍵的位置對應于turtlesim 中的方向。 例如，E 會將海龜的方向旋轉到左上角。

注意 /turtlesim 節點運行的終端。 每次按下其中一個鍵時，都會向作為 /turtlesim 節點一部分的動作服務器發送一個目標。 目標是旋轉烏龜以使其朝向特定方向。 烏龜完成旋轉后，應顯示一條中繼目標結果的消息：

[INFO] [1622462396.650765434] [turtlesim]: 開啟二維機器人仿真節點 /turtlesim

[INFO] [1622462396.735890281] [turtlesim]: Spawning turtle [turtle1] at x=[9.855556], y=[7.388889], theta=[0.000000]

[INFO] [1622462694.049672436] [turtlesim]: Rotation goal completed successfully

如上對應：

if (fabs(normalizeAngle(static_cast(orient_) - theta)) < 0.02)

{

RCLCPP_INFO(nh_->get_logger(), "Rotation goal completed successfully");

rotate_absolute_goal_handle_->succeed(rotate_absolute_result_);

rotate_absolute_goal_handle_ = nullptr;

lin_vel_x_ = 0.0;

lin_vel_y_ = 0.0;

ang_vel_ = 0.0;

}

F 鍵將在執行過程中取消目標。

嘗試按 B 鍵，然后在海龜完成旋轉之前按 F 鍵。 在運行 /turtlesim 節點的終端中，將看到以下消息：

[INFO] [1622462850.641914700] [turtlesim]: Rotation goal canceled

如上對應：

if (rotate_absolute_goal_handle_->is_canceling())

{

RCLCPP_INFO(nh_->get_logger(), "Rotation goal canceled");

rotate_absolute_goal_handle_->canceled(rotate_absolute_result_);

rotate_absolute_goal_handle_ = nullptr;

lin_vel_x_ = 0.0;

lin_vel_y_ = 0.0;

ang_vel_ = 0.0;

}

客戶端（在Teleop中的輸入）不僅可以停止目標，而且服務器端（/turtlesim節點）也可以停止目標。 當服務器端選擇停止處理一個目標時，稱為“中止”該目標。 嘗試按 D 鍵，然后在旋轉完成之前按 G 鍵。 在運行 /turtlesim 節點的終端中，將看到以下消息：

[WARN] [1622462989.905265647] [turtlesim]: Rotation goal received before a previous goal finished. Aborting previous goal

如上對應：

void Turtle::rotateAbsoluteAcceptCallback(const std::shared_ptr goal_handle)

{

// Abort any existing goal

if (rotate_absolute_goal_handle_)

{

RCLCPP_WARN(nh_->get_logger(), "Rotation goal received before a previous goal finished. Aborting previous goal");

rotate_absolute_goal_handle_->abort(rotate_absolute_result_);

}

rotate_absolute_goal_handle_ = goal_handle;

rotate_absolute_feedback_.reset(new turtlesim::action::RotateAbsolute::Feedback);

rotate_absolute_result_.reset(new turtlesim::action::RotateAbsolute::Result);

rotate_absolute_start_orient_ = orient_;

}

該行動服務器選擇中止第一個目標，因為有了新目標。 可以選擇其他目標，例如拒絕新目標或在第一個目標完成后執行第二個目標。 不要假設每個行動服務器在獲得新目標時都會選擇中止當前目標。

3 節點信息

/turtlesim

Action Servers:

/turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute

zhangrelay@ros2fun:~/RobSoft/turtlesim$ ros2 node info /turtlesim

/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

Service Servers:

/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

Service Clients:

Action Servers:

/turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute

Action Clients:

/teleop_turtle

Action Clients:

/turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute

zhangrelay@ros2fun:~/RobSoft/turtlesim$ ros2 node info /teleop_turtle

/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

Service Servers:

/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

Service Clients:

Action Servers:

Action Clients:

/turtle1/rotate_absolute: turtlesim/action/RotateAbsolute

4 行動列表

ros2 action list

顯示如下：

/turtle1/rotate_absolute

ros2 action list -t

顯示如下：

/turtle1/rotate_absolute [turtlesim/action/RotateAbsolute]

5 行動信息

ros2 action info /turtle1/rotate_absolute

顯示結果如下：

Action: /turtle1/rotate_absolute

Action clients: 1

/teleop_turtle

Action servers: 1

/turtlesim

6 行動接口消息

ros2 interface show turtlesim/action/RotateAbsolute

顯示如下：

# 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

7 發送目標

通用格式：

ros2 action send_goal

具體應用：

ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 1.57}"

顯示結果如下：

Waiting for an action server to become available...

Sending goal:

theta: 1.57

Goal accepted with ID: 9e134c1c6d3d41bbac1aa20038487d07

Result:

delta: 1.5520031452178955

Goal finished with status: SUCCEEDED

注意，誤差大約0.02。可以修改機器人PID轉向提高精度留作思考題。

當然控制周期也可以好好研究一下哦^_^

如果需要看過程：

ros2 action send_goal /turtle1/rotate_absolute turtlesim/action/RotateAbsolute "{theta: 0.0}" --feedback

Waiting for an action server to become available...

Sending goal:

theta: 0.0

Feedback:

remaining: -0.10079997777938843

Goal accepted with ID: e06e9a8bc25345e18ace2a0fdaa55b80

Feedback:

remaining: -0.09919998049736023

....

Feedback:

remaining: -0.0016000281320884824

Result:

delta: 0.09919995069503784

Goal finished with status: SUCCEEDED

總結

行動類似服務，允許執行長時間運行的任務、提供定時反饋并且可以取消。

機器人系統可能會使用行動進行導航。 動作目標可以告訴機器人行進到一個位置。 機器人導航到該位置時，可以沿途發送更新（即反饋），一旦到達目的地，它就會發送最終結果消息。

turtlesim 有一個行動服務器，行動客戶端可以將目標發送到旋轉機器人。 在本教程中，學習行動 /turtle1/rotate_absolute，更好了解什么是行動以及它們如何工作。

機器人

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