ROS学习笔记二_通信机制

ROS 通信机制


ROS 中的基本通信机制主要有如下三种实现策略:

  • 话题通信(发布订阅模式)
  • 服务通信(请求响应模式)
  • 参数服务器(参数共享模式)

话题通信

话题通信是ROS中使用频率最高的一种通信模式,话题通信是基于发布订阅模式的,也即:一个节点发布消息,另一个节点订阅该消息。话题通信的应用场景也极其广泛,比如下面一个常见场景:

机器人在执行导航功能,使用的传感器是激光雷达,机器人会采集激光雷达感知到的信息并计算,然后生成运动控制信息驱动机器人底盘运动。

在上述场景中,就不止一次使用到了话题通信。

  • 以激光雷达信息的采集处理为例,在 ROS 中有一个节点需要实时地发布当前雷达采集到的数据,导航模块中也有节点会订阅并解析雷达数据。
  • 再以运动消息的发布为例,导航模块会根据传感器采集的数据时时的计算出运动控制信息并发布给底盘,底盘也可以有一个节点订阅运动信息并最终转换成控制电机的脉冲信号。

以此类推,像雷达、摄像头、GPS…. 等等一些传感器数据的采集,也都是使用了话题通信,换言之,话题通信适用于不断更新的数据传输相关的应用场景。

概念

以发布订阅的方式实现不同节点之间数据交互的通信模式。

作用

用于不断更新的、少逻辑处理的数据传输场景。

理论模型

话题通信模型如下图所示

img
  • ROS Master (管理者)
  • Talker (发布者)
  • Listener (订阅者)

ROS Master 负责保管 Talker 和 Listener 注册的信息,并匹配话题相同的 Talker 与 Listener,帮助 Talker 与 Listener 建立连接,连接建立后,Talker 可以发布消息,且发布的消息会被 Listener 订阅。

整个流程由以下步骤实现:

  1. Talker注册:Talker启动后,会通过远程过程调用协议(Remote Procedure Call Protocol,RPC)s在 ROS Master 中注册自身信息,其中包含所发布消息的话题名称。ROS Master 会将节点的注册信息加入到注册表中。
  2. Listener注册:Listener启动后,也会通过RPC在 ROS Master 中注册自身信息,包含需要订阅消息的话题名。ROS Master 会将节点的注册信息加入到注册表中。
  3. ROS Master实现信息匹配:ROS Master 会根据注册表中的信息匹配Talker 和 Listener,并通过 RPC 向 Listener 发送 Talker 的 RPC 地址信息。
  4. Listener向Talker发送请求:Listener 根据接收到的 RPC 地址,通过 RPC 向 Talker 发送连接请求,传输订阅的话题名称、消息类型以及通信协议(TCP/UDP)。
  5. Talker确认请求:Talker 接收到 Listener 的请求后,也是通过 RPC 向 Listener 确认连接信息,并发送自身的 TCP 地址信息。
  6. Listener与Talker件里连接:Listener 根据步骤5 返回的消息使用 TCP 与 Talker 建立网络连接。
  7. Talker向Listener发送消息:连接建立后,Talker 开始向 Listener 发布消息。

注意1:上述实现流程中,前五步使用的 RPC协议,最后两步使用的是 TCP 协议

注意2: Talker 与 Listener 的启动无先后顺序要求

注意3: Talker 与 Listener 都可以有多个

注意4: Talker 与 Listener 连接建立后,不再需要 ROS Master。也即,即便关闭ROS Master,Talker 与 Listerner 照常通信,即在启动节点后可以关闭 roscore 终端。

话题通信基本操作

发布者代码实现

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/*
需求: 实现基本的话题通信,一方发布数据,一方接收数据,
实现的关键点:
1.发送方
2.接收方
3.数据(此处为普通文本)
PS: 二者需要设置相同的话题

消息发布方:
循环发布信息:HelloWorld 后缀数字编号

实现流程:
1.包含头文件
2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
3.实例化 ROS 句柄
4.实例化 发布者 对象
5.组织被发布的数据,并编写逻辑发布数据
*/
// 1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h" //普通文本类型的消息
#include <sstream>

int main(int argc, char *argv[])
{
// 设置中文编码
setlocale(LC_ALL,"");

//2.初始化 ROS 节点,将当前程序注册为 ROS 节点,命名为 talker
// 参数1和参数2 后期为节点传值会使用
// 参数3 是节点名称,是一个标识符,需要保证运行后,在 ROS 网络拓扑中唯一
ros::init(argc,argv,"talker");
//3.实例化 ROS 句柄
ros::NodeHandle nh;//该类封装了 ROS 中的一些常用功能

//4.实例化 发布者 对象
//泛型: 发布的消息类型,std_msgs::String
//参数1: 要发布到的话题,chatter
//参数2: 队列中最大保存消息数,超出此阀值时,先进的先销毁(时间早的先销毁),10b
ros::Publisher pub = nh.advertise<std_msgs::String>("chatter",10);

//5.组织被发布的数据,并编写逻辑发布数据
//数据(动态组织)
std_msgs::String msg;
// msg.data = "你好啊!!!";
std::string msg_front = "Hello 你好!"; //消息前缀
int count = 0; //消息计数器

//逻辑(一秒10次)
ros::Rate r(1);

//节点不死
while (ros::ok())
{
//使用 stringstream 拼接字符串与编号
std::stringstream ss;
ss << msg_front << count;
msg.data = ss.str();
//发布消息
pub.publish(msg);
//加入调试,打印发送的消息
ROS_INFO("发送的消息:%s",msg.data.c_str());

//根据前面制定的发送贫频率自动休眠 休眠时间 = 1/频率;
r.sleep();
count++;//循环结束前,让 count 自增
//暂无应用
ros::spinOnce();
}
return 0;
}

订阅方

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/*
需求: 实现基本的话题通信,一方发布数据,一方接收数据,
实现的关键点:
1.发送方
2.接收方
3.数据(此处为普通文本)


消息订阅方:
订阅话题并打印接收到的消息

实现流程:
1.包含头文件
2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
3.实例化 ROS 句柄
4.实例化 订阅者 对象
5.处理订阅的消息(回调函数)
6.设置循环调用回调函数

*/
// 1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

void doMsg(const std_msgs::String::ConstPtr& msg_p){
ROS_INFO("我听见:%s",msg_p->data.c_str());
// ROS_INFO("我听见:%s",(*msg_p).data.c_str());
}
int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,"");
//2.初始化 ROS 节点:命名(唯一)
ros::init(argc,argv,"listener");
//3.实例化 ROS 句柄
ros::NodeHandle nh;

//4.实例化 订阅者 对象
ros::Subscriber sub = nh.subscribe<std_msgs::String>("chatter",10,doMsg);
//5.处理订阅的消息(回调函数)

//6.设置循环调用回调函数
ros::spin();//循环读取接收的数据,并调用回调函数处理

return 0;
}

配置CMakeList.text

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add_executable(Hello_pub
src/Hello_pub.cpp
)
add_executable(Hello_sub
src/Hello_sub.cpp
)

target_link_libraries(Hello_pub
${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(Hello_sub
${catkin_LIBRARIES}
)

通信msg文件

在 ROS 通信协议中,数据载体是一个较为重要组成部分,ROS 中通过 std_msgs 封装了一些原生的数据类型,比如:String、Int32、Int64、Char、Bool、Empty…. 但是,这些数据一般只包含一个 data 字段,结构的单一意味着功能上的局限性,当传输一些复杂的数据,比如: 激光雷达的信息… std_msgs 由于描述性较差而显得力不从心,这种场景下可以使用自定义的消息类型

**需求:**创建自定义消息,该消息包含人的信息:姓名、身高、年龄等。

流程:

  1. 按照固定格式创建 msg 文件
  2. 编辑配置文件
  3. 编译生成可以被 Python 或 C++ 调用的中间文件

定义msg文件

功能包下新建 msg 目录,添加文件 Person.msg

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string name
uint16 age
float64 height

编辑配置文件

package.xml中添加编译依赖与执行依赖

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<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>
<!--
exce_depend 以前对应的是 run_depend 现在非法
-->

CMakeLists.txt编辑 msg 相关配置

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find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
roscpp
rospy
std_msgs
message_generation
)
# 需要加入 message_generation,必须有 std_msgs
## 配置 msg 源文件
add_message_files(
FILES
Person.msg
)
# 生成消息时依赖于 std_msgs
generate_messages(
DEPENDENCIES
std_msgs
)
#执行时依赖
catkin_package(
# INCLUDE_DIRS include
# LIBRARIES demo02_talker_listener
CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs message_runtime
# DEPENDS system_lib
)

编译

编译后的中间文件查看:

C++ 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/include/包名/xxx.h)

img

Python 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/msg)

img

后续调用相关 msg 时,是从这些中间文件调用的

服务通信

服务通信较之于话题通信更简单些,理论模型如下图所示,该模型中涉及到三个角色:

  • ROS master(管理者)
  • Server(服务端)
  • Client(客户端)

理论模型

ROS Master 负责保管 Server 和 Client 注册的信息,并匹配话题相同的 Server 与 Client ,帮助 Server 与 Client 建立连接,连接建立后,Client 发送请求信息,Server 返回响应信息。

img

整个流程由以下步骤实现:

  1. Server注册 Server 启动后,会通过RPC在 ROS Master 中注册自身信息,其中包含提供的服务的名称。ROS Master 会将节点的注册信息加入到注册表中。
  2. Client注册 Client 启动后,也会通过RPC在 ROS Master 中注册自身信息,包含需要请求的服务的名称。ROS Master 会将节点的注册信息加入到注册表中。
  3. ROS Master实现信息匹配 ROS Master 会根据注册表中的信息匹配Server和 Client,并通过 RPC 向 Client 发送 Server 的 TCP 地址信息。
  4. Client发送请求 Client 根据步骤2 响应的信息,使用 TCP 与 Server 建立网络连接,并发送请求数据。
  5. Server发送响应 Server 接收、解析请求的数据,并产生响应结果返回给 Client。

注意:

1.客户端请求被处理时,需要保证服务器已经启动;

2.服务端和客户端都可以存在多个。

服务srv文件

定义srv文件

服务通信中,数据分成两部分,请求与响应,在 srv 文件中请求和响应使用---分割,具体实现如下:

功能包下新建 srv 目录,添加 xxx.srv 文件,内容:

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# 客户端请求时发送的两个数字
int32 num1
int32 num2
---
# 服务器响应发送的数据
int32 sum

编辑配置文件

配置几乎与话题一致

package.xml中添加编译依赖与执行依赖

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<build_depend>message_generation</build_depend>
<exec_depend>message_runtime</exec_depend>
<!--
exce_depend 以前对应的是 run_depend 现在非法
-->

CMakeLists.txt编辑 srv 相关配置

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find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
roscpp
rospy
std_msgs
message_generation
)
# 需要加入 message_generation,必须有 std_msgs
add_service_files(
FILES
AddInts.srv
)
generate_messages(
DEPENDENCIES
std_msgs
)

注意: 官网没有在 catkin_package 中配置 message_runtime,经测试配置也可以

编译

编译后的中间文件查看:

C++ 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/include/包名/xxx.h)

image-20250723115447540

Python 需要调用的中间文件(…/工作空间/devel/lib/python3/dist-packages/包名/srv)

image-20250723115515055

后续调用相关 srv 时,是从这些中间文件调用的

服务通信基本操作

服务端

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/*
需求:
编写两个节点实现服务通信,客户端节点需要提交两个整数到服务器
服务器需要解析客户端提交的数据,相加后,将结果响应回客户端,
客户端再解析

服务器实现:
1.包含头文件
2.初始化 ROS 节点
3.创建 ROS 句柄
4.创建 服务 对象
5.回调函数处理请求并产生响应
6.由于请求有多个,需要调用 ros::spin()

*/
#include "ros/ros.h"
#include "test_server_client/AddInts.h"

// bool 返回值由于标志是否处理成功
bool doReq(test_server_client::AddInts::Request& req,
test_server_client::AddInts::Response& resp){
int num1 = req.num1;
int num2 = req.num2;

ROS_INFO("服务器接收到的请求数据为:num1 = %d, num2 = %d",num1, num2);

//逻辑处理
if (num1 < 0 || num2 < 0)
{
ROS_ERROR("提交的数据异常:数据不可以为负数");
return false;
}

//如果没有异常,那么相加并将结果赋值给 resp
resp.sum = num1 + num2;
return true;


}

int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,"");
// 2.初始化 ROS 节点
ros::init(argc,argv,"AddInts_Server");
// 3.创建 ROS 句柄
ros::NodeHandle nh;
// 4.创建 服务 对象
ros::ServiceServer server = nh.advertiseService("AddInts",doReq);
ROS_INFO("服务已经启动....");
// 5.回调函数处理请求并产生响应
// 6.由于请求有多个,需要调用 ros::spin()
ros::spin();
return 0;
}

客户端

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/*
需求:
编写两个节点实现服务通信,客户端节点需要提交两个整数到服务器
服务器需要解析客户端提交的数据,相加后,将结果响应回客户端,
客户端再解析

服务器实现:
1.包含头文件
2.初始化 ROS 节点
3.创建 ROS 句柄
4.创建 客户端 对象
5.请求服务,接收响应

*/
// 1.包含头文件
#include "ros/ros.h"
#include "test_server_client/AddInts.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,"");

// 调用时动态传值,如果通过 launch 的 args 传参,需要传递的参数个数 +3
if (argc != 3)
// if (argc != 5)//launch 传参(0-文件路径 1传入的参数 2传入的参数 3节点名称 4日志路径)
{
ROS_ERROR("请提交两个整数");
return 1;
}


// 2.初始化 ROS 节点
ros::init(argc,argv,"AddInts_Client");
// 3.创建 ROS 句柄
ros::NodeHandle nh;
// 4.创建 客户端 对象
ros::ServiceClient client = nh.serviceClient<test_server_client::AddInts>("AddInts");
//等待服务启动成功
//方式1
ros::service::waitForService("AddInts");
//方式2
// client.waitForExistence();
// 5.组织请求数据
test_server_client::AddInts ai;
ai.request.num1 = atoi(argv[1]);
ai.request.num2 = atoi(argv[2]);
// 6.发送请求,返回 bool 值,标记是否成功
bool flag = client.call(ai);
// 7.处理响应
if (flag)
{
ROS_INFO("请求正常处理,响应结果:%d",ai.response.sum);
}
else
{
ROS_ERROR("请求处理失败....");
return 1;
}

return 0;
}

配置 CMakeLists.txt

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add_executable(AddInts_Server src/AddInts_Server.cpp)
add_executable(AddInts_Client src/AddInts_Client.cpp)


add_dependencies(AddInts_Server ${PROJECT_NAME}_gencpp)
add_dependencies(AddInts_Client ${PROJECT_NAME}_gencpp)


target_link_libraries(AddInts_Server
${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(AddInts_Client
${catkin_LIBRARIES}
)

执行

流程:

  • 需要先启动服务:rosrun 包名 服务
  • 然后再调用客户端 :rosrun 包名 客户端 参数1 参数2

结果:

会根据提交的数据响应相加后的结果。

注意:

如果先启动客户端,那么会导致运行失败

优化:

在客户端发送请求前添加:client.waitForExistence();

或:ros::service::waitForService("AddInts");

这是一个阻塞式函数,只有服务启动成功后才会继续执行

此处可以使用 launch 文件优化,但是需要注意 args 传参特点

参数服务器

参数服务器实现是最为简单的,该模型如下图所示,该模型中涉及到三个角色:

  • ROS Master (管理者)
  • Talker (参数设置者)
  • Listener (参数调用者)

理论模型

ROS Master 作为一个公共容器保存参数,Talker 可以向容器中设置参数,Listener 可以获取参数。

img

整个流程由以下步骤实现:

  1. Talker 设置参数 Talker 通过 RPC 向参数服务器发送参数(包括参数名与参数值),ROS Master 将参数保存到参数列表中。
  2. Listener 获取参数 Listener 通过 RPC 向参数服务器发送参数查找请求,请求中包含要查找的参数名。
  3. ROS Master 向 Listener 发送参数值 ROS Master 根据步骤2请求提供的参数名查找参数值,并将查询结果通过 RPC 发送给 Listener。

参数可使用数据类型:

  • 32-bit integers
  • booleans
  • strings
  • doubles
  • iso8601 dates
  • lists
  • base64-encoded binary data
  • 字典

注意:参数服务器不是为高性能而设计的,因此最好用于存储静态的非二进制的简单数据

参数服务器基本操作

**需求:**实现参数服务器参数的增删改查操作。

在 C++ 中实现参数服务器数据的增删改查,可以通过两套 API 实现:

  • ros::NodeHandle
  • ros::param

参数服务器新增(修改)参数

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/*
参数服务器操作之新增与修改(二者API一样)_C++实现:
在 roscpp 中提供了两套 API 实现参数操作
ros::NodeHandle
setParam("键",值)
ros::param
set("键","值")

示例:分别设置整形、浮点、字符串、bool、列表、字典等类型参数
修改(相同的键,不同的值)

*/
#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
ros::init(argc,argv,"set_update_param");

std::vector<std::string> stus;
stus.push_back("zhangsan");
stus.push_back("李四");
stus.push_back("王五");
stus.push_back("孙大脑袋");

std::map<std::string,std::string> friends;
friends["guo"] = "huang";
friends["yuang"] = "xiao";

//NodeHandle--------------------------------------------------------
ros::NodeHandle nh;
nh.setParam("nh_int",10); //整型
nh.setParam("nh_double",3.14); //浮点型
nh.setParam("nh_bool",true); //bool
nh.setParam("nh_string","hello NodeHandle"); //字符串
nh.setParam("nh_vector",stus); // vector
nh.setParam("nh_map",friends); // map

//修改演示(相同的键,不同的值)
nh.setParam("nh_int",10000);

//param--------------------------------------------------------
ros::param::set("param_int",20);
ros::param::set("param_double",3.14);
ros::param::set("param_string","Hello Param");
ros::param::set("param_bool",false);
ros::param::set("param_vector",stus);
ros::param::set("param_map",friends);

//修改演示(相同的键,不同的值)
ros::param::set("param_int",20000);

return 0;
}

参数服务器获取参数

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参数服务器操作之查询_C++实现:
在 roscpp 中提供了两套 API 实现参数操作
ros::NodeHandle

param(键,默认值)
存在,返回对应结果,否则返回默认值

getParam(键,存储结果的变量)
存在,返回 true,且将值赋值给参数2
若果键不存在,那么返回值为 false,且不为参数2赋值

getParamCached键,存储结果的变量)--提高变量获取效率
存在,返回 true,且将值赋值给参数2
若果键不存在,那么返回值为 false,且不为参数2赋值

getParamNames(std::vector<std::string>)
获取所有的键,并存储在参数 vector 中

hasParam(键)
是否包含某个键,存在返回 true,否则返回 false

searchParam(参数1,参数2)
搜索键,参数1是被搜索的键,参数2存储搜索结果的变量

ros::param ----- 与 NodeHandle 类似
*/

#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,"");
ros::init(argc,argv,"get_param");

//NodeHandle--------------------------------------------------------
/*
ros::NodeHandle nh;
// param 函数
int res1 = nh.param("nh_int",100); // 键存在
int res2 = nh.param("nh_int2",100); // 键不存在
ROS_INFO("param获取结果:%d,%d",res1,res2);

// getParam 函数
int nh_int_value;
double nh_double_value;
bool nh_bool_value;
std::string nh_string_value;
std::vector<std::string> stus;
std::map<std::string, std::string> friends;

nh.getParam("nh_int",nh_int_value);
nh.getParam("nh_double",nh_double_value);
nh.getParam("nh_bool",nh_bool_value);
nh.getParam("nh_string",nh_string_value);
nh.getParam("nh_vector",stus);
nh.getParam("nh_map",friends);

ROS_INFO("getParam获取的结果:%d,%.2f,%s,%d",
nh_int_value,
nh_double_value,
nh_string_value.c_str(),
nh_bool_value
);
for (auto &&stu : stus)
{
ROS_INFO("stus 元素:%s",stu.c_str());
}

for (auto &&f : friends)
{
ROS_INFO("map 元素:%s = %s",f.first.c_str(), f.second.c_str());
}

// getParamCached()
nh.getParamCached("nh_int",nh_int_value);
ROS_INFO("通过缓存获取数据:%d",nh_int_value);

//getParamNames()
std::vector<std::string> param_names1;
nh.getParamNames(param_names1);
for (auto &&name : param_names1)
{
ROS_INFO("名称解析name = %s",name.c_str());
}
ROS_INFO("----------------------------");

ROS_INFO("存在 nh_int 吗? %d",nh.hasParam("nh_int"));
ROS_INFO("存在 nh_intttt 吗? %d",nh.hasParam("nh_intttt"));

std::string key;
nh.searchParam("nh_int",key);
ROS_INFO("搜索键:%s",key.c_str());
*/
//param--------------------------------------------------------
ROS_INFO("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++");
int res3 = ros::param::param("param_int",20); //存在
int res4 = ros::param::param("param_int2",20); // 不存在返回默认
ROS_INFO("param获取结果:%d,%d",res3,res4);

// getParam 函数
int param_int_value;
double param_double_value;
bool param_bool_value;
std::string param_string_value;
std::vector<std::string> param_stus;
std::map<std::string, std::string> param_friends;

ros::param::get("param_int",param_int_value);
ros::param::get("param_double",param_double_value);
ros::param::get("param_bool",param_bool_value);
ros::param::get("param_string",param_string_value);
ros::param::get("param_vector",param_stus);
ros::param::get("param_map",param_friends);

ROS_INFO("getParam获取的结果:%d,%.2f,%s,%d",
param_int_value,
param_double_value,
param_string_value.c_str(),
param_bool_value
);
for (auto &&stu : param_stus)
{
ROS_INFO("stus 元素:%s",stu.c_str());
}

for (auto &&f : param_friends)
{
ROS_INFO("map 元素:%s = %s",f.first.c_str(), f.second.c_str());
}

// getParamCached()
ros::param::getCached("param_int",param_int_value);
ROS_INFO("通过缓存获取数据:%d",param_int_value);

//getParamNames()
std::vector<std::string> param_names2;
ros::param::getParamNames(param_names2);
for (auto &&name : param_names2)
{
ROS_INFO("名称解析name = %s",name.c_str());
}
ROS_INFO("----------------------------");

ROS_INFO("存在 param_int 吗? %d",ros::param::has("param_int"));
ROS_INFO("存在 param_intttt 吗? %d",ros::param::has("param_intttt"));

std::string key;
ros::param::search("param_int",key);
ROS_INFO("搜索键:%s",key.c_str());

return 0;
}

参数服务器删除参数

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/* 
参数服务器操作之删除_C++实现:

ros::NodeHandle
deleteParam("键")
根据键删除参数,删除成功,返回 true,否则(参数不存在),返回 false

ros::param
del("键")
根据键删除参数,删除成功,返回 true,否则(参数不存在),返回 false


*/
#include "ros/ros.h"


int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,"");
ros::init(argc,argv,"delete_param");

ros::NodeHandle nh;
bool r1 = nh.deleteParam("nh_int");
ROS_INFO("nh 删除结果:%d",r1);

bool r2 = ros::param::del("param_int");
ROS_INFO("param 删除结果:%d",r2);

return 0;
}

通信机制比较

三种通信机制中,参数服务器是一种数据共享机制,可以在不同的节点之间共享数据,话题通信与服务通信是在不同的节点之间传递数据的,三者是ROS中最基础也是应用最为广泛的通信机制。

这其中,话题通信和服务通信有一定的相似性也有本质上的差异,在此将二者做一下简单比较:

二者的实现流程是比较相似的,都是涉及到四个要素:

  • 要素1: 消息的发布方/客户端(Publisher/Client)
  • 要素2: 消息的订阅方/服务端(Subscriber/Server)
  • 要素3: 话题名称(Topic/Service)
  • 要素4: 数据载体(msg/srv)

可以概括为: 两个节点通过话题关联到一起,并使用某种类型的数据载体实现数据传输。

二者的实现也是有本质差异的,具体比较如下:

Topic(话题) Service(服务)
通信模式 发布/订阅 请求/响应
同步性 异步 同步
底层协议 ROSTCP/ROSUDP ROSTCP/ROSUDP
缓冲区
实时性
节点关系 多对多 一对多(一个 Server)
通信数据 msg srv
使用场景 连续高频的数据发布与接收:雷达、里程计 偶尔调用或执行某一项特定功能:拍照、语音识别

不同通信机制有一定的互补性,都有各自适应的应用场景。尤其是话题与服务通信,需要结合具体的应用场景与二者的差异,选择合适的通信机制。