ROS2 Service、参数与 Launch 一键启动复盘：/robot/set_mode 模式切换实现

创建纯 Python 包（生成 setup.py 结构）：

ros2 pkg create –build-type ament_python 包名

创建 C++/接口包（生成 CMakeLists.txt 结构）：

ros2 pkg create –build-type ament_cmake 包名

1. Service 的作用

ROS2 中，Service 适合处理“一次请求，一次响应”的任务。

/robot/set_mode 的本质是：

客户端请求机器人切换模式，服务端判断是否合法，然后返回成功或失败。

它不像 Topic 那样持续发布数据，而是更像一次函数调用。

2. 自定义 Service 接口

文件位置：robot_interfaces/srv/SetMode.srv

string mode
—
bool success
string message

这里的 — 用来分隔请求部分和响应部分。

3. 接口包 package.xml 配置

robot_interfaces 是专门放自定义接口的包。

<build_depend>rosidl_default_generators</build_depend>
<exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend>
<member_of_group>rosidl_interface_packages</member_of_group>

4. 接口包 CMakeLists.txt 配置

find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)

rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
"srv/SetMode.srv"
)

这段代码告诉 ROS2：

请把 SetMode.srv 生成为 Python/C++ 可以调用的 Service 接口。

5. 功能包依赖接口包

在 robot_base/package.xml 中加入：

<depend>robot_interfaces</depend>

含义是：

robot_base 需要使用 robot_interfaces 中定义的自定义 Service。

没有这个依赖，robot_base 就无法导入 SetMode。

6. 服务节点入口注册

在 robot_base/setup.py 中注册节点：

entry_points={
'console_scripts': [
'mode_service_node = robot_base.mode_service_node:main',
],
},

这表示之后可以通过 ROS2 运行 mode_service_node 这个节点。

7. /robot/set_mode 核心代码

文件位置：robot_base/robot_base/mode_service_node.py

import rclpy
from rclpy.node import Node

from robot_interfaces.srv import SetMode

class ModeServiceNode(Node):
def __init__(self):
super().__init__('mode_service_node')

self.current_mode = 'stop'
self.valid_modes = {'stand', 'walk', 'stop', 'estop'}

self.declare_parameter('max_linear_speed', 0.3)
self.declare_parameter('max_angular_speed', 0.8)
self.declare_parameter('safe_distance', 0.5)

self.service = self.create_service(
SetMode,
'/robot/set_mode',
self.handle_set_mode
)

self.get_logger().info('/robot/set_mode service is ready')

def handle_set_mode(self, request, response):
mode = request.mode

if mode not in self.valid_modes:
response.success = False
response.message = f'Invalid mode: {mode}'
self.get_logger().warn(response.message)
return response

self.current_mode = mode

response.success = True
response.message = f'Successfully switched to {mode} mode'

self.get_logger().info(response.message)
return response

def main(args=None):
rclpy.init(args=args)

node = ModeServiceNode()
rclpy.spin(node)

node.destroy_node()
rclpy.shutdown()

8. 代码逻辑理解

这段节点代码可以拆成四层：

核心判断逻辑是：

if mode not in self.valid_modes:
response.success = False
response.message = f'Invalid mode: {mode}'
return response

这表示：

如果客户端传入的模式不在允许列表中，就拒绝切换。

9. 支持的机器人模式

self.valid_modes = {'stand', 'walk', 'stop', 'estop'}

其中 estop 是 emergency stop，表示紧急停止。真实机器人中，它的安全优先级通常最高。

10. 参数代码理解

self.declare_parameter('max_linear_speed', 0.3)
self.declare_parameter('max_angular_speed', 0.8)
self.declare_parameter('safe_distance', 0.5)

这三个参数分别表示：

这些值做成参数的好处是：

后续调试不同机器人或不同场地时，不需要修改代码，只需要调整参数。

11. 验证方式

12. Launch 文件的作用

ROS2 的 launch 文件可以理解为“节点启动脚本”。

当项目只有一个节点时，可以手动启动；但当系统里有多个节点，比如模式切换、状态发布、速度控制、视觉感知、FSM 状态机时，一个个开终端会很麻烦。

所以 launch 主要解决：

Launch 负责“怎么启动系统”，节点代码负责“系统启动后做什么”。

13. 当前 launch 文件代码

文件位置：

src/robot_base/launch/mode_service_launch.py

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
mode_service_node = Node(
package='robot_base',
executable='mode_service_node',
name='mode_service_node',
output='screen',
parameters=[
{
'max_linear_speed': 0.3,
'max_angular_speed': 0.8,
'safe_distance': 0.5,
}
]
)

return LaunchDescription([
mode_service_node
])

这段代码的核心作用是：启动 robot_base 包中的 mode_service_node 节点，并传入运行参数。

14. setup.py 中安装 launch 文件

为了让 ROS2 能通过 ros2 launch 找到 launch 文件，需要在 setup.py 中安装它。

需要在文件顶部加入：

import os
from glob import glob

然后在 data_files 中加入：

(
os.path.join('share', package_name, 'launch'),
glob('launch/*.py')
),

把 launch 目录下的 .py 文件安装到 ROS2 包的共享目录中。

如果没有这一步，可能会出现 launch 文件找不到的问题。

15. 验证结果

常用验证命令：