1. 学习目标
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什么是 ROS2 Action
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Action 与 Topic / Service 的区别是什么
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Action 的通信流程是什么
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Action Client 与 Action Server 的作用是什么
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Action 为什么适合长时间任务
2. 为什么需要 Action
先看一个问题：
如果机器人要执行 导航任务：
机器人 -> 导航到目标点
执行过程：
开始导航
移动中
还剩3米
还剩1米
到达目标
如果用 Service：
Client → Request → Server
Client ← Response ← Server
问题：
无法反馈进度
无法取消任务
任务时间过长
所以 ROS2 引入：
Action：专门处理长时间任务
3. Action 的通信结构
Action 的通信包含三个部分：
Goal
Feedback
Result
通信流程：
Client → Goal → Server
Server → Feedback → Client
Server → Result → Client
结构图：
Action Client
|
| Goal
v
Action Server
|
| Feedback
v
Action Client
|
| Result
v
Action Client
4. Action 的组成
一个 Action 包含三部分数据：
Goal
Result
Feedback
例如：
机器人导航 Action：
Goal：
目标位置
Result：
是否成功
Feedback：
当前距离目标的距离
Action 文件示例：
float32 target_x
float32 target_y
---
bool success
---
float32 remaining_distance
结构说明：
| 部分 | 作用 |
|---|---|
| Goal | 客户端发送任务 |
| Result | 任务最终结果 |
| Feedback | 任务执行进度 |
5. Action 通信流程
Action 的完整流程：
Client 发送 Goal
|
v
Server 接收 Goal
|
v
Server 执行任务
|
v
Server 持续发送 Feedback
|
v
Server 完成任务
|
v
Server 返回 Result
流程图：
Client
|
| Goal
v
Server
|
| Feedback
v
Client
|
| Result
v
Client
6. Action 与 Topic / Service 的区别
| 特性 | Topic | Service | Action |
|---|---|---|---|
| 通信方式 | 发布订阅 | 请求响应 | 长任务 |
| 是否持续 | 持续 | 一次 | 持续 |
| 是否反馈 | 否 | 否 | 有 |
| 是否可取消 | 否 | 否 | 可以 |
简单记忆：
Topic -> 数据流
Service -> 一次操作
Action -> 长任务
7. ROS2 内置 Action 示例
ROS2 自带一个 Action：
example_interfaces/action/Fibonacci
查看 Action：
ros2 interface show example_interfaces/action/Fibonacci
输出：
int32 order
---
int32[] sequence
---
int32[] partial_sequence
结构：
Goal
int32 order
Result
int32[] sequence
Feedback
int32[] partial_sequence
8. Action Server 示例（C++）
创建：
fibonacci_action_server.cpp
代码示例：
#include <memory>
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "rclcpp_action/rclcpp_action.hpp"
#include "example_interfaces/action/fibonacci.hpp"
class FibonacciServer : public rclcpp::Node
{
public:
using Fibonacci = example_interfaces::action::Fibonacci;
using GoalHandleFibonacci = rclcpp_action::ServerGoalHandle<Fibonacci>;
FibonacciServer()
: Node("fibonacci_server")
{
action_server_ = rclcpp_action::create_server<Fibonacci>(
this,
"fibonacci",
std::bind(&FibonacciServer::handle_goal, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2),
std::bind(&FibonacciServer::handle_cancel, this, std::placeholders::_1),
std::bind(&FibonacciServer::handle_accepted, this, std::placeholders::_1));
}
private:
rclcpp_action::Server<Fibonacci>::SharedPtr action_server_;
rclcpp_action::GoalResponse handle_goal(
const rclcpp_action::GoalUUID &,
std::shared_ptr<const Fibonacci::Goal> goal)
{
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Goal request: %d", goal->order);
return rclcpp_action::GoalResponse::ACCEPT_AND_EXECUTE;
}
rclcpp_action::CancelResponse handle_cancel(
const std::shared_ptr<GoalHandleFibonacci>)
{
return rclcpp_action::CancelResponse::ACCEPT;
}
void handle_accepted(const std::shared_ptr<GoalHandleFibonacci> goal_handle)
{
execute(goal_handle);
}
void execute(const std::shared_ptr<GoalHandleFibonacci> goal_handle)
{
auto result = std::make_shared<Fibonacci::Result>();
result->sequence.push_back(0);
result->sequence.push_back(1);
for (int i = 2; i < goal_handle->get_goal()->order; i++)
{
result->sequence.push_back(result->sequence[i-1] + result->sequence[i-2]);
}
goal_handle->succeed(result);
}
};
9. Action Client 示例
客户端发送 Goal：
auto goal_msg = Fibonacci::Goal();
goal_msg.order = 10;
action_client_->async_send_goal(goal_msg);
客户端会收到：
Feedback
Result
10. ROS2 Action 调试工具
查看 Action：
ros2 action list
查看 Action 类型：
ros2 action info /fibonacci
发送 Goal：
ros2 action send_goal /fibonacci example_interfaces/action/Fibonacci "{order: 10}"
查看反馈：
Feedback:
partial_sequence: [0,1,1,2]
11. 总结
Action 通信结构：
Client → Goal → Server
Server → Feedback → Client
Server → Result → Client
特点：
支持长任务
支持进度反馈
支持任务取消
适用场景：
机器人导航
机械臂操作
自动驾驶任务
复杂控制流程
12. Q&A
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Action 为什么存在？
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Action 与 Service 的区别是什么？
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Action 的三个核心数据是什么？
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Action Client 与 Server 的作用是什么？
-
什么任务适合 Action？