[ROS]创建srv和msg

前言：本教程介绍了如何创建和构建 msg 和 srv 文件，并介绍了 rosmsg，rossrv 和 roscp 命令行工具。

####1.Introduction to msg and srv
msg：msg 文件是简单的文本文件，它描述了 ROS 消息的属性。这些文件被用来生成消息在不同语言下的源码。

srv：srv 文件描述了服务。它由 2 部分组成：请求和响应。

msg 文件保存在包的 msg 字典中。srv 文件保存在 srv 字典中。

msg 文件是简单的文本文件，它的每一行包含一个属性类型和属性名字。下面是属性的类型：

int8, int16, int32, int64 (plus uint*)
float32, float64
string
time, duration
other msg files
variable-length array[] and fixed-length array[C]

ROS 中有一种特殊的类型：Header。Header 包含一个邮戳和 ROS 中普遍使用的坐标帧信息。你将频繁的看到 msg 文件的第一行是 Header header。
这里给出一个使用 msg 的例子，它用到了 Header，string，两个其他的 msg：

  Header header
  string child_frame_id
  geometry_msgs/PoseWithCovariance pose
  geometry_msgs/TwistWithCovariance twist

srv 和 msg 很类似，区别在于他们包含的两部分：请求和响应。两个部分之间通过单独的‘---’一行区分。这里给出一个 srv 的例子：

int64 A
int64 B
---
int64 Sum

上面的例子中 A 和 B 是请求，Sum 是响应。

####2.Using msg
#####2.1Creating a msg

让我们在之前创建的包中定义一个新的 msg。

$ cd ~/catkin_ws/src/beginner_tutorials
$ mkdir msg
$ echo "int64 num" > msg/Num.msg

示例中的.msg 文件只包含了一行。当然也可以通过一行添加一个复杂的元素来创建更复杂的文件，就像下面的那样：

string first_name
string last_name
uint8 age
uint32 score

接下来，我们需要确定这个 msg 文件要转换为那种源码，是 C++，Python，还是别的什么语言：
打开 package.xml 文件，确保下面的几行是在文件中，并且取消注释：

  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <run_depend>message_generation</run_depend>
  <run_depend>message_runtime</run_depend>

文件中注明在构建的时候，需要"message_generation"，运行的时候需要"message_runtime".
打开 CMakeList.txt 文件，在文件中添加 message_generation 依赖到已有的 find_package 标签中。你可以简单的添加 message_generation 到 COMPONENTS 列表中，添加之后为：

# Do not just add this to your CMakeLists.txt, modify the existing text to add message_generation before the closing parenthesis
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
   roscpp
   rospy
   std_msgs
   message_generation
)

你可能已经注意到很多时候就算你不调用 find_package 添加所有依赖，你的工程也可以构建成功。这是因为 catkin 联合了你的所有工程到一个工程里面，所以如果之前的工程里面调用了 find_package，之后的工程也使用同样的配置。但是忘记调用 find_package 在单独的构建工程的时候非常容易失败。

同样的也需要确定导出运行时依赖的消息。

catkin_package(
  ...
  CATKIN_DEPENDS message_runtime ...
  ...)

找到下面部分的代码：

# add_message_files(
#   FILES
#   Message1.msg
#   Message2.msg
# )

通过删除#符号取消注释，然后替换 Message×.msg 文件为你的.msg 文件，完成之后看起来像：

add_message_files(
  FILES
  Num.msg
)

通过手动的添加.msg 文件，我们可以确定 CMake 知道在你添加了其他的.msg 文件之后需要重新配置工程。
现在我们需要确定 generate_messages()方法被调用了。

对于 ROS Hydro 及其之后的版本, 取消注释下面的几行:

# generate_messages(
#   DEPENDENCIES
#   std_msgs
# )

修改之后为:

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

在更早的版本，只需要取消注释下面这一行：

generate_messages()

现在我们已经准备好了根据 msg 的定义生成源文件.如果你想立马开始做，忽略接下来的部分，直接跳到 Common step for msg and srv。

####3.Using rosmsg
这就是创建一个 msg 所有需要做的。让我们来确保这个 msg 对于 ROS 是可见的，使用 rosmsg show 即可。
用法：

$ rosmsg show [message type]

例如:

$ rosmsg show beginner_tutorials/Num

将看到:

int64 num

在之前的例子中，消息的类型由 2 部分组成：

beginner_tutorials -- 消息定义在哪个包
Num -- Num 是消息的名称.

如果你不记得是 msg 是在具体哪个包里面，你可以不指定包名。尝试：

$ rosmsg show Num

可以看到:

[beginner_tutorials/Num]:
int64 num

####4.Using srv
#####4.1Creating a srv

首先进入我们之前创建的包去创建一个 srv：

$ roscd beginner_tutorials
$ mkdir srv

这次我们不手动的创建一个新的 srv 定义，而是从别的包中拷贝一个现有的。

为了达成我们的目的，roscp 是一个非常有用的命令行工具，它可以用来从一个包中拷贝文件到另一个包。
方法:

$ roscp [package_name] [file_to_copy_path] [copy_path]

现在我们从 rospy_tutorials 包中拷贝一个服务：
Now we can copy a service from the rospy_tutorials package:

$ roscp rospy_tutorials AddTwoInts.srv srv/AddTwoInts.srv

接下来，我们需要确定这个 srv 文件要转换为那种源码，是 C++，Python，还是别的什么语言：
除非你已经做好了，不然打开 package.xml 文件，然后确保下面两行没有被注释掉：

  <build_depend>message_generation</build_depend>
  <run_depend>message_runtime</run_depend>

像之前那样，在构建的时候需要 message_generation,而在运行的时候，需要 message_runtime。

除非在之前已经在创建新的 msg 的时候做好了，不然接下来需要在 CMakeList.txt 文件中添加 message_generation 依赖：

# Do not just add this line to your CMakeLists.txt, modify the existing line
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
 message_generation
)

（message_generation 对 msg 和 srv 都生效，所以这里可以不用管名字重复的问题）

同样的你需要对 package.xml 做之前在创建 msg 的时候同样的事情，所以我们向上看看额外需要的依赖：

删除#取消对下面几行的注释:

# add_service_files(
#   FILES
#   Service1.srv
#   Service2.srv
# )

然后把 Service*.srv 这几个文件改成你的文件:

add_service_files(
  FILES
  AddTwoInts.srv
)

现在我们已经准备好了根据服务的定义生成源码了。如果你想立马做的话，跳到 Common step for msg and srv。

#####4.2.Using rossrv

这就是创建一个 srv 需要做的全部事情。让我们通过 rossrv 来确定 ROS 可见我们刚才创建的 srv。
用法:

$ rossrv show <service type>

例如：

$ rossrv show beginner_tutorials/AddTwoInts

你将看到:

int64 a
int64 b
---
int64 sum

跟 rosmsg 类似, 可以找到需要的 srv 文件，而不需要指定包名:

$ rossrv show AddTwoInts
[beginner_tutorials/AddTwoInts]:
int64 a
int64 b
---
int64 sum

[rospy_tutorials/AddTwoInts]:
int64 a
int64 b
---
int64 sum

####5.Common step for msg and srv

确定 CMakeLists.txt 文件中下面的几行没有被注释 :

# generate_messages(
#   DEPENDENCIES
# #  std_msgs  # Or other packages containing msgs
# )

取消注释，然后添加使用 msg 需要依赖的任何.msg 文件，完成之后看起来像下面的样子：

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
)

现在已经在包中添加了一些新的 msg，重新 make 包：

# In your catkin workspace
$ cd ../..
$ catkin_make install
$ cd -

任何在 msg 文件夹中的.msg 文件将生成所有能被支持的语言的源码。C++ 消息头文件生成在 ～/catkin_ws/devel/include/beginner_tutorials。Python 脚本创建在 ～/catkin_ws/devel/lib/python2.7/dist-packages/beginner_tutorials/msg。lisp 文件生成在~/catkin_ws/devel/share/common-lisp/ros/beginner_tutorials/msg/。

类似的，任何 srv 目录中的.srv 文件也能生成被支持的语言的源码。对于 C++，生成在 msg 的头文件相同的目录中。对于 Python 和 Lisp，生成在 msg 目录里的 srv 目录。

所有消息格式的描述参考：http://wiki.ros.org/ROS/Message_Description_Language.

如果你使用新的 msg 构建 c++ 节点，你需要在 node 和 message 之间声明依赖，参考：http://docs.ros.org/hydro/api/catkin/html/howto/format2/building_msgs.html。
####6.Getting Help

如今已经有了很多的新 ROS 工具。很难去记得每一个命令需要什么参数，幸运的是，大多数的 ROS 工具提供了他们自己的帮助。
运行：

$ rosmsg -h

你可以看到不同的 rosmsg 子命令.

Commands:
  rosmsg show Show message description
  rosmsg users  Find files that use message
  rosmsg md5  Display message md5sum
  rosmsg package  List messages in a package
  rosmsg packages List packages that contain messages

也可以查看子命令的帮助：

$ rosmsg show -h

这个命令显示 rosmsg show 需要那种参数:

Usage: rosmsg show [options] <message type>

Options:
  -h, --help  show this help message and exit
  -r, --raw   show raw message text, including comment

####7.Review
让我们列出一下我们目前位置使用到的命令:

rospack = ros+pack(age) : 提供包的信息
roscd = ros+cd : 进入目标包的目录
rosls = ros+ls : 列出包的文件
roscp = ros+cp : 从一个包拷贝文件到另外一个包
rosmsg = ros+msg : message的定义信息
rossrv = ros+srv : service的定义信息
catkin_make : 编译一个包
rosmake = ros+make : 编译一个包（不在catkin工作目录的时候）

####8.Next Tutorial
接下来我们将学习编写一个简单的发布器和订阅器。