ROS2之消息接口

 ROS2 的三大消息接口

1. 消息（Message, msg）

• 定义文件后缀：.msg

• 作用：用于 话题 (Topic) 通信，节点之间以“流”的方式交换数据。

• 特点：

  • 一对多（一个话题可以有多个订阅者/发布者）

  • 单向通信（发布 → 订阅）

  • 异步（发送方不用等待接收方响应）

• 使用场景：

  • 传感器数据（如 sensor_msgs/Image 图像）

  • 控制命令（如 geometry_msgs/Twist 速度指令）

• 示例（定义一个 Person.msg）：

   

  string name int32 age float32 height

2. 服务（Service, srv）

• 定义文件后缀：.srv

• 作用：提供 请求-响应 (Request/Response) 的同步通信方式。

• 特点：

  • 一对一（一个客户端请求，一个服务端响应）

  • 双向通信（请求 + 响应）

  • 同步（客户端必须等待服务端返回结果）

• 使用场景：

  • 查询类操作（获取机器人状态）

  • 控制类操作（重置仿真、生成新对象）

• 示例（定义一个 AddTwoInts.srv）：

   

  int64 a int64 b --- int64 sum

3. 动作（Action, action）

• 定义文件后缀：.action

• 作用：适合 长时间执行的任务，支持过程中的反馈和最终结果。

• 特点：

  • 客户端-服务端 模型，但比 srv 更复杂

  • 三部分通信：

    • Goal（目标）：客户端发送任务请求

    • Feedback（反馈）：服务端周期性返回任务进度

    • Result（结果）：任务完成时返回最终结果

  • 支持取消任务

• 使用场景：

  • 移动机器人导航（目标点任务 + 进度反馈 + 最终到达结果）

  • 机械臂执行长时间的运动

• 示例（定义一个 Navigate.action）：

   

  # Goal geometry_msgs/PoseStamped target_pose --- # Result bool success --- # Feedback float32 progress_percent

   

接口类型	文件后缀	通信方式	特点	使用场景
msg	.msg	话题 (Topic)	单向，异步，一对多	传感器数据，控制指令
srv	.srv	服务 (Service)	请求-响应，同步，一对一	查询、重置、短时任务
action	.action	动作 (Action)	目标 + 反馈 + 结果，支持取消	长时任务（导 航、运动控制）

 ROS2的消息接口的数据类型

在 ROS2 的消息接口（msg/srv/action） 中，数据类型主要分为三类：

1. 基本类型

   • 就是编程里常见的标量，比如整数、浮点数、布尔值、字符串等。

   • 例如：int32, float64, bool, string。

2. 复合类型（嵌套类型）

   • 可以在一个消息里使用另一个消息作为字段。

   • 比如 geometry_msgs/Twist 就包含 Vector3 类型的成员。

3. 数组与序列类型

   • 支持固定长度数组和动态长度序列，用于存放多个相同类型的数据。

   • 例如：int32[10]（固定长度 10）、string[]（动态长度字符串序列）。

依赖

如果你要写 自定义接口包，最基本的依赖是：

• 必须有

  • rosidl_default_generators （生成代码用）

  • rosidl_default_runtime （运行时用）

• 如果用到其他消息类型（比如 std_msgs/Header）

  • std_msgs

  • geometry_msgs

  • sensor_msgs
    等等都要写到 package.xml 和 CMakeLists.txt 里。

package.xml

<package format="3">
  <name>my_interfaces</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>My custom interfaces</description>
  <maintainer email="xxx@todo.todo">Your Name</maintainer>
  <license>Apache License 2.0</license>

  <!-- 构建依赖：生成接口代码 -->
  <build_depend>rosidl_default_generators</build_depend>

  <!-- 如果用到 std_msgs / geometry_msgs，需要写 -->
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
  <build_depend>geometry_msgs</build_depend>

  <!-- 执行依赖：运行时需要 -->
  <exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend>
  <exec_depend>std_msgs</exec_depend>
  <exec_depend>geometry_msgs</exec_depend>

  <!-- 测试依赖 -->
  <test_depend>ament_lint_auto</test_depend>
  <test_depend>ament_lint_common</test_depend>
</package>

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(my_interfaces)

find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)
find_package(geometry_msgs REQUIRED)

# 生成接口（msg/srv/action）
rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
  "msg/Person.msg"
  "srv/AddTwoInts.srv"
  "action/Navigate.action"
  DEPENDENCIES std_msgs geometry_msgs  # 如果用到了外部消息
)

ament_export_dependencies(rosidl_default_runtime)
ament_package()