【ROS2】通讯协议接口 Interface

ROS 系列学习教程(总目录)
ROS2 系列学习教程(总目录)

ROS2 新增了 Interface 的概念，但内容还是原来那一套，可以说是新瓶装老酒。

Interface（接口） 是 ROS 2 中定义节点之间如何交换数据的规范。它严格规定了通信双方使用的数据结构、字段名称和数据类型。

ROS 2 主要支持三种通信模式，对应三种接口类型：

类型	通信模式	描述	适用场景
Message (msg)	单向异步	发布者->订阅者，一次性的数据传递	传感器数据、状态信息、日志流
Service (srv)	双向同步	客户端发送请求->服务端处理并返回响应	执行命令、查询状态、计算任务
Action (action)	双向异步	客户端发送目标->服务端持续反馈->最终返回结果	长时间运行的任务（导航、抓取）

一、接口定义文件

1.1 Message (.msg)

最简单的接口，用于话题通信。

示例1：geometry_msgs/msg/Twist.msg

# 单行注释以 # 开头# 这表示线性速度分量
geometry_msgs/Vector3 linear
# 这表示角速度分量  
geometry_msgs/Vector3 angular

示例2：sensor_msgs/msg/LaserScan.msg (更复杂)

std_msgs/Header header           # 标准头信息，包含时间戳和坐标系
float32 angle_min                # 开始扫描角度 [rad]
float32 angle_max                # 结束扫描角度 [rad]
float32 angle_increment          # 角度增量 [rad]
float32 time_increment           # 测量时间增量 [s]
float32 scan_time                # 扫描时间 [s]
float32 range_min                # 最小有效距离 [m]
float32 range_max                # 最大有效距离 [m]
float32[] ranges                 # 距离数据数组 [m] (可变长度数组)
float32[] intensities            # 强度数据数组

1.2 Service (.srv)

用于服务通信，包含请求和响应两部分，用 --- 分隔。

示例：example_interfaces/srv/AddTwoInts.srv

int64 a      # 请求部分：第一个加数
int64 b      # 请求部分：第二个加数
---
int64 sum    # 响应部分：计算结果

1.3 Action (.action)

最复杂，包含目标、反馈、结果三部分。

示例：action_tutorials_interfaces/action/Fibonacci.action

# 目标定义：我们想要计算的斐波那契数列序号
int32 order
---
# 结果定义：最终返回的序列
int32[] sequence
---
# 反馈定义：执行过程中的中间结果
int32[] sequence

二、基本数据类型和字段类型

ROS 2 接口支持丰富的内置数据类型：

类型	描述	示例
bool	布尔值	True, False
int8, int16, int32, int64	有符号整数	10, -5
uint8, uint16, uint32, uint64	无符号整数	255, 1000
float32, float64	浮点数	3.14, -0.5
string	字符串	"hello world"
time, duration	时间和持续时间
array_type[]	可变长度数组	float32[] ranges
array_type[N]	固定长度数组	float32[3] position

三、接口常用命令行

命令语法：

ros2 interface [commands] [options] [params]

3.1 查看接口定义信息

命令[commands]	选项[options]	参数[params]	说明
show	空	type_name	打印接口协议字段
	–all-comments	type_name	除了接口协议字段，还打印接口的注释
	–no-comments	type_name	除了接口协议字段，不打印任何注释与空格

使用示例：

3.2 列出所有可用接口

命令[commands]	选项[options]	参数[params]	说明
list	-m	空	列出所有消息接口(msg)
	-s	空	列出所有服务接口(srv)
	-a	空	列出所有动作接口(action)
	空	空	列出所有消息\服务\动作接口

使用示例：

列出所有消息接口(msg)：

列出所有服务接口(srv)：

列出所有动作接口(action)：

3.3 列出特定包的所有接口

命令[commands]	选项[options]	参数[params]	说明
package	空	package_name	列出所有消息接口(msg)

使用示例：

3.4 列出提供接口的所有包

命令[commands]	选项[options]	参数[params]	说明
packages	-m	空	列出所有提供消息接口的包(msg)
	-s	空	列出所有提供服务接口的包(srv)
	-a	空	列出所有提供动作接口的包(action)
	空	空	列出所有提供消息\服务\动作接口的包

使用示例：

3.5 查看接口的详细类型信息

命令[commands]	选项[options]	参数[params]	说明
proto	空	type_name	输出接口原型
	–no-quotes	type_name	不打印最外层的引号

使用示例：

---

欢迎大家加QQ群，一起讨论学习：894013891

---