ROS动作通信机制详解裴昭义时间2024.1021课件.pptxVIP

ROS动作通信机制详解主讲人：裴昭义时间：2024.10

概述01工作原理02动作定义03核心组件04状态管理05优势与应用06工具支持07最佳实践08总结09CONTENTS目录

概述01

动作通信定义ROS动作（Action）是专门为长时间运行任务设计的通信机制。动作通信优点结合了话题通信和服务通信的优点。动作通信特性支持任务执行过程中的实时反馈和进度监控。动作通信功能允许客户端取消正在执行的任务。什么是动作通信

通信方式异步非阻塞通信。状态反馈支持任务状态实时反馈。任务操作可随时取消执行中的任务。适用场景适用于导航、抓取等耗时操作。动作通信的特点

工作原理02

反馈（Feedback）：服务器执行过程中的进度信息。反馈结果（Result）：任务完成后的最终输出。结果目标（Goal）：客户端发送的任务请求。目标动作通信的三要素

客户端功能动作客户端（ActionClient）发送任务目标。01服务器功能动作服务器（ActionServer）接收并执行任务。02通信话题通过三个独立话题进行通信：

goal：发送目标。03话题作用feedback：实时反馈。04话题用途result：返回结果。05通信架构

动作定义03

使用.action文件定义动作接口。定义方式包含三个部分：Goal、Result、Feedback.文件组成示例结构：#Goal定义。

int32target_pose.——————#resultboolsuccess.

stringmessage.

——————#反馈float32progress_percentage.示例结构动作文件结构

编译方式.action文件通过ROS构建系统编译。编译结果生成对应编程语言的代码文件。文件内容包含消息类型和服务器/客户端基类。动作编译过程

核心组件04

服务注册注册动作服务并等待客户端连接。任务处理接收目标并启动任务执行。进度反馈定期发布任务进度反馈。结果发送任务完成后发送最终结果。支持任务抢占和取消。任务操作动作服务器

连接功能请求发送状态监听信息处理结果接收连接到动作服务器。发送任务目标请求。监听任务执行状态。处理进度反馈信息。接收最终执行结果。动作客户端

状态管理05

待执行状态PENDING：任务已接收，等待执行。执行中状态ACTIVE：任务正在执行中。取消状态PREEMPTED：任务被抢占取消。异常状态ABORTED：任务异常终止。成功状态SUCCEEDED：任务成功完成。0102030405任务状态机

01状态查询客户端可查询任务当前状态。02状态更新服务器负责状态更新和通知。03事件回调支持状态变化的事件回调。状态转换

优势与应用06

支持任务中断和恢复。任务操作更好的用户体验。用户体验避免长时间任务的阻塞等待。避免阻塞进度可视化提供实时进度可视化。相对于服务的优势

01.机器人导航到指定位置。02.机械臂抓取物体操作。03.大规模地图构建。04.复杂计算任务。导航应用抓取应用地图构建应用计算任务应用典型应用场景

工具支持07

rosaction命令管理动作。动作管理rostopic监控动作相关话题。话题监控rosnode查看动作节点信息。节点信息查看命令行工具

日志查看rqt_console查看动作日志。连接显示rqt_graph显示动作连接。监控界面自定义动作监控界面。可视化工具

最佳实践08

考虑错误处理和异常情况。设计有意义的反馈信息。合理划分任务粒度。保持接口简洁明确。任务划分反馈设计错误处理接口设计动作设计原则

结构优化优化消息数据结构。反馈频率控制反馈发布频率。数据控制避免反馈数据过大。超时设置合理设置超时时间。性能优化

总结09

为长时间任务提供完整解决方案。解决方案提升系统交互性和可控性。系统特性增强用户体验和调试能力。用户体验核心价值

理解状态机概念。概念理解掌握动作生命周期管理。生命周期管理熟练使用相关调试工具。工具使用结合实际项目进行实践。实践应用学习建议

谢谢大家主讲人：裴昭义时间：2024.10