ros学习：6.通信机制概述

        

ROS 的通信机制主要包括话题通信、服务通信、动作通信以及参数服务器，以下是具体介绍：

话题通信（Publish/Subscribe）

• 原理：基于发布 / 订阅模式，节点可以通过发布者（Publisher）将消息发送到话题，其他节点则可以通过订阅者（Subscriber）接收这些消息。发布者和订阅者之间是异步通信，发布者发布消息后无需等待反馈，继续执行下一个动作；订阅者通过回调函数来处理接收到的消息。
• 流程：发布者和订阅者都要到节点管理器 ROS Master 进行注册，Publisher 发布 topic，Subscriber 在 ROS Master 的指挥下订阅该 topic，建立起 sub-pub 之间的通信。之后 ROS Master 通过 RPC 向 Subscriber 发送 Publisher 的地址信息，Subscriber 接收到地址信息后向 Publisher 发送连接请求，Publisher 确认连接请求，两者建立网络连接后，Publisher 向 Subscriber 发布数据。
• 特点：支持多对多的通信模式，多个节点可同时发布和订阅同一话题，使得系统扩展性好、软件复用率高，适用于实时性、周期性的大量数据传输，如传感器数据发布。

服务通信（Request/Response）

• 原理：基于请求 / 响应模式，节点可以提供服务，其他节点可以发送请求并等待响应。
• 流程：服务端节点启动后向 ROS Master 注册服务名称，客户端节点启动后也向 ROS Master 注册请求的服务名称，ROS Master 根据服务名称进行匹配，并将服务端的地址信息告知客户端。客户端与服务端进行网络连接，并发送请求，服务端处理请求数据，产生响应并发送给客户端。
• 特点：是一种同步通信机制，适用于偶然的、对实时性有要求、有一定逻辑处理需求的数据传输场景，如机器人执行特定任务的控制命令请求。

行为通信（Actions）

• 原理：允许节点执行长时间运行的任务，并提供反馈以及可取消的功能。行为通信包含目标（Goal）、反馈（Feedback）和结果（Result）三部分。
• 流程：行为客户端创建与所需行为匹配的客户端并填充目标消息，将其发送到行为服务器。行为服务器接收目标消息后开始执行任务，执行中定期发送反馈消息到客户端，任务完成时将结果消息发送回客户端。
• 特点：适用于需要持续监控和反馈的长时间运行任务，如机器人的导航任务，可让用户实时了解任务进展并在必要时取消任务。

参数服务器（Parameter Server）

• 原理：用于存储和检索参数的分布式多机器人配置系统，允许节点动态地获取、设置和搜索参数值。
• 流程：参数设置者向参数服务器发送参数，ROS Master 将参数保存到参数列表中。参数调用者向参数服务器发送参数查找请求，ROS Master 根据请求查找参数值，并将查询结果发送给参数调用者。
• 特点：可以实现参数的集中管理和共享，使得系统配置更加灵活和可配置，方便多节点共享一些静态的非二进制的简单数据，如机器人的运动参数、传感器的校准参数等。