ROS2通信接口的三种类型

ROS2 应用通常使用messages、services和actions三种类型之一作为通信的接口（communication interfaces）。

ROS2设计了非常简单的描述语言：the interface definition language(IDL)来描述这些接口的类型。

msg：.msg文件是简单的文本文件，用于描述ROS2中的消息message，他们被用于在不同的变成语言中产生message的源代码。
srv：.srv文件用于描述ROS2中的service。它由一个request和一个response组成，每个request和response字段都是用message来声明。
action：.action文件用于描述行为actions。它由一个goal，一个result和feedback三部分组成，每个部分都是用一个message来声明。

消息（message）描述规范

1. 字段

每个字段由一个类型名和一个变量名组成

1
2
3

fieldtype1 fieldname1
fieldtype2 fieldname2
fieldtype3 fieldname3

如：

1 2	int32 my_int string my_string

1.1 字段类型

内置类型

自定义类型，如“geometry_msgs/PoseStamped”，通常用于消息嵌套

当前支持的内置类型：

类型名称	C++	Python	DDS类型
布尔值	布尔值	内置的.bool	布尔值
字节	uint8_t	内建字节数*	八位字节
字符	字符	内置的.str*	字符
浮动32	漂浮	内置的.float*	漂浮
浮动64	双倍的	内置的.float*	双倍的
整数8	int8_t	内置函数*	八位字节
uint8	uint8_t	内置函数*	八位字节
16	int16_t	内置函数*	短的
uint16	uint16_t	内置函数*	无符号短
整数32	int32_t	内置函数*	长
uint32	uint32_t	内置函数*	无符号长
int64	int64_t	内置函数*	长长的
uint64	uint64_t	内置函数*	无符号长长
细绳	标准::字符串	内置的.str	细绳
字符串	std::u16string	内置的.str	字符串

内置类型可用于定义数组：

类型名称	C++	Python	DDS类型
静态数组	std::array<T, N>	内置列表*	T[N]
无界动态数组	标准::向量	内置文件列表	序列
有界动态数组	custom_class<T, N>	内置列表*	序列<T, N>
有界字符串	标准::字符串	内置的.str*	细绳

所有比ROS的定义更宽松的类型，都将使用ROS的约束去限制其范围或长度。

以下为数组与有界类型的定义示例：

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

1.2 字段命名

字段名称必须使用小写字母、数字以及下划线。必须以字母开头，不能以下划线结尾，也不能有两个或更多的连续下划线。

1.3 设置字段默认值

内置类型以及内置类型数组都可以设置默认值，但当前不支持string数组和复杂类型（非内置类型）的默认值。具体方法为：

1	fieldtype fieldname fielddefaultvalue

例如：

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

字符串值需用’’或者””，当前字符串值未转义

2 常数

ROS2中常数的定义非常类似于给字段赋默认值，但实际上他是常量，不能在程序中修改。具体方法为：

1	constanttype CONSTANTNAME=constantvalue

如：

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

常量的命名必须为大写字母。

服务（service）描述规范

服务文件用”—“来分割请求和响应。

1
2
3

string str
---
string str

如：

#request constants
int8 FOO=1
int8 BAR=2
#request fields
int8 foobar
another_pkg/AnotherMessage msg # 如果使用来自同一个package的消息，则无需写包名
---
#response constants
uint32 SECRET=123456
#response fields
another_pkg/YetAnotherMessage val
CustomMessageDefinedInThisPackage value
uint32 an_integer

ROS2 接口类型的新特性

有界数组：ROS1的IDL允许无界数组（int32[] foo）和固定大小数组（int32[5] foo），而ROS2的IDL进一步允许有界数组int32[<=5] foo。在某些用例中，更重要的是能够为数组的大小设置上限，而无需承诺始终使用那么多空间。
有界字符串：ROS1的IDL允许无界字符串（string foo），而ROS2的IDL允许有界字符串（string<=5 bar）。
默认值：ROS1的IDL允许常量字段（int32 X=123），而ROS2则允许指定默认值（int32 X 123），默认值在构造消息或服务时使用，随后还能被覆盖。也可以为action的每个部分指定默认值。

ROS2消息基本知识