ROS 2 C++ Action Server / Client 실습 #2

7. Action Client 작성

파일 생성:

 

cd ~/ros2_study/src/my_cpp_package/

touch src/move_distance_client.cpp

 

 

 

내용:

 

#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <memory>

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "rclcpp_action/rclcpp_action.hpp"

#include "my_first_package_msgs/action/move_distance.hpp"

using namespace std::chrono_literals;

class MoveDistanceClient : public rclcpp::Node
{
public:
  using MoveDistance = my_first_package_msgs::action::MoveDistance;
  using GoalHandleMoveDistance = rclcpp_action::ClientGoalHandle<MoveDistance>;

  MoveDistanceClient()
  : Node("move_distance_client")
  {
    action_client_ = rclcpp_action::create_client<MoveDistance>(
      this,
      "move_distance"
    );
  }

  void send_goal(float target_distance)
  {
    if (!action_client_->wait_for_action_server(5s)) {
      RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Action server not available.");
      return;
    }

    auto goal_msg = MoveDistance::Goal();
    goal_msg.target_distance = target_distance;

    RCLCPP_INFO(
      this->get_logger(),
      "Sending goal: move %.2f meters",
      target_distance
    );

    auto send_goal_options = rclcpp_action::Client<MoveDistance>::SendGoalOptions();

    send_goal_options.goal_response_callback =
      std::bind(&MoveDistanceClient::goal_response_callback, this, std::placeholders::_1);

    send_goal_options.feedback_callback =
      std::bind(
        &MoveDistanceClient::feedback_callback,
        this,
        std::placeholders::_1,
        std::placeholders::_2
      );

    send_goal_options.result_callback =
      std::bind(&MoveDistanceClient::result_callback, this, std::placeholders::_1);

    action_client_->async_send_goal(goal_msg, send_goal_options);
  }

private:
  rclcpp_action::Client<MoveDistance>::SharedPtr action_client_;

  void goal_response_callback(const GoalHandleMoveDistance::SharedPtr & goal_handle)
  {
    if (!goal_handle) {
      RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Goal was rejected by server.");
    } else {
      RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Goal accepted by server.");
    }
  }

  void feedback_callback(
    GoalHandleMoveDistance::SharedPtr,
    const std::shared_ptr<const MoveDistance::Feedback> feedback)
  {
    RCLCPP_INFO(
      this->get_logger(),
      "Feedback received: %.2f m, %.1f %%",
      feedback->current_distance,
      feedback->progress
    );
  }

  void result_callback(const GoalHandleMoveDistance::WrappedResult & result)
  {
    switch (result.code) {
      case rclcpp_action::ResultCode::SUCCEEDED:
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Result: success");
        break;

      case rclcpp_action::ResultCode::ABORTED:
        RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Result: aborted");
        rclcpp::shutdown();
        return;

      case rclcpp_action::ResultCode::CANCELED:
        RCLCPP_WARN(this->get_logger(), "Result: canceled");
        rclcpp::shutdown();
        return;

      default:
        RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Unknown result code");
        rclcpp::shutdown();
        return;
    }

    RCLCPP_INFO(
      this->get_logger(),
      "Message: %s",
      result.result->message.c_str()
    );

    rclcpp::shutdown();
  }
};

int main(int argc, char ** argv)
{
  rclcpp::init(argc, argv);

  float target_distance = 1.0;

  if (argc >= 2) {
    target_distance = std::atof(argv[1]);
  }

  auto action_client = std::make_shared<MoveDistanceClient>();
  action_client->send_goal(target_distance);

  rclcpp::spin(action_client);

  return 0;
}

 

 

 

 

 

 

 

 

8. MoveDistance Action Client 소스 분석

1) 전체 역할

이 노드는 /move_distance Action Server에 접속한 뒤, 목표 이동 거리 값을 Goal로 전송합니다.

 

서버가 Goal을 수락하면 실행이 시작되고, 클라이언트는 실행 중 다음 정보를 계속 받습니다.

현재 이동 거리
진행률

 

 

서버가 목표 거리에 도달하면 최종 결과를 받아 출력하고 노드를 종료합니다.

 

전체 흐름은 다음과 같습니다.

1. Action Client 노드 실행
2. move_distance Action Server 대기
3. 목표 거리 Goal 생성
4. 서버로 Goal 전송
5. 서버의 Goal 수락 여부 확인
6. 실행 중 Feedback 수신
7. 최종 Result 수신
8. 노드 종료

 

 

 

 

2) 헤더 파일 포함

 

#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <memory>

 

 

표준 C++ 라이브러리입니다.

 

 

 

a. chrono

 

#include <chrono>

 

 

시간 관련 기능을 사용하기 위한 헤더입니다.

이 코드에서는 Action Server를 기다릴 때 다음처럼 사용합니다.

 

wait_for_action_server(5s)

 

 

즉, 최대 5초 동안 Action Server가 준비될 때까지 기다립니다.

 

 

 

b. cstdlib

 

#include <cstdlib>

 

 

문자열을 숫자로 변환하기 위해 사용합니다.

이 코드에서는 명령행 인자로 받은 문자열을 float 값으로 바꾸기 위해 사용합니다.

 

target_distance = std::atof(argv[1]);

 

 

예를 들어 터미널에서 다음처럼 실행하면,

 

ros2 run my_first_package move_distance_client 2.5

 

 

argv[1]에는 문자열 "2.5"가 들어오고, std::atof()를 통해 숫자 2.5로 변환됩니다.

 

 

 

c. memory

 

#include <memory>

 

 

std::shared_ptr를 사용하기 위한 헤더입니다.

ROS 2에서는 노드, Action Client, Goal Handle, Feedback, Result 등을 포인터 기반으로 관리하는 경우가 많습니다.

 

 

 

3) ROS 2 관련 헤더

 

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "rclcpp_action/rclcpp_action.hpp"

 

 

 

a. rclcpp

 

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"

 

 

ROS 2 C++ 노드를 만들기 위한 기본 헤더입니다.

이 헤더를 통해 다음 기능을 사용할 수 있습니다.

 

rclcpp::Node
rclcpp::init()
rclcpp::spin()
rclcpp::shutdown()
RCLCPP_INFO()
RCLCPP_ERROR()
RCLCPP_WARN()

 

 

 

 

b. rclcpp_action

 

#include "rclcpp_action/rclcpp_action.hpp"

 

 

ROS 2 Action Client를 만들기 위한 헤더입니다.

이 코드에서는 다음과 같은 Action 관련 기능을 사용합니다.

 

rclcpp_action::create_client
rclcpp_action::Client
rclcpp_action::ClientGoalHandle
rclcpp_action::ResultCode

 

 

 

4) 사용자 정의 Action 헤더 포함

 

#include "my_first_package_msgs/action/move_distance.hpp"

 

 

사용자가 직접 정의한 MoveDistance.action 인터페이스를 포함합니다.

 

이 헤더를 포함하면 C++ 코드에서 다음 타입을 사용할 수 있습니다.

 

MoveDistance::Goal
MoveDistance::Result
MoveDistance::Feedback

 

 

 

 

5) 시간 리터럴 사용

 

using namespace std::chrono_literals;

 

 

이 선언을 사용하면 시간 값을 다음처럼 간단히 표현할 수 있습니다.

 

5s
100ms
1min

 

 

이 코드에서는 다음 부분에서 사용됩니다.

 

action_client_->wait_for_action_server(5s)

 

 

즉, Action Server를 최대 5초 동안 기다린다는 의미입니다.

 

 

 

 

6) 클래스 선언

 

class MoveDistanceClient : public rclcpp::Node

 

 

MoveDistanceClient 클래스는 ROS 2 노드 클래스입니다.

rclcpp::Node를 상속받기 때문에 이 클래스는 ROS 2 노드로 동작할 수 있습니다.

 

노드 이름은 생성자에서 다음과 같이 설정됩니다.

 

Node("move_distance_client")

 

 

실행 후 노드 목록을 확인하면 다음처럼 표시될 수 있습니다.

 

ros2 node list

 

 

출력 예:

/move_distance_client

 

 

 

 

 

7) Action 타입 별칭 선언

 

using MoveDistance = my_first_package_msgs::action::MoveDistance;
using GoalHandleMoveDistance = rclcpp_action::ClientGoalHandle<MoveDistance>;

 

 

코드를 짧고 읽기 쉽게 만들기 위한 타입 별칭입니다.

 

 

 

a. MoveDistance

 

using MoveDistance = my_first_package_msgs::action::MoveDistance;

 

 

원래 Action 타입 이름은 다음처럼 깁니다.

 

my_first_package_msgs::action::MoveDistance

 

 

이를 매번 쓰면 코드가 길어지므로 MoveDistance라는 짧은 이름으로 바꿔 사용합니다.

 

이후 코드에서는 다음처럼 사용할 수 있습니다.

 

MoveDistance::Goal
MoveDistance::Feedback
MoveDistance::Result

 

 

 

 

b. GoalHandleMoveDistance

 

using GoalHandleMoveDistance = rclcpp_action::ClientGoalHandle<MoveDistance>;

 

 

클라이언트 쪽 Goal Handle 타입입니다.

Goal Handle은 클라이언트가 보낸 Goal의 상태를 관리하는 객체입니다.

클라이언트는 Goal Handle을 통해 서버가 Goal을 수락했는지, 실행 중인지, 취소되었는지 등을 추적할 수 있습니다.

이 코드에서는 주로 콜백 함수의 인자로 사용됩니다.

 

 

 

8) 생성자

 

MoveDistanceClient()
: Node("move_distance_client")
{
  action_client_ = rclcpp_action::create_client<MoveDistance>(
    this,
    "move_distance"
  );
}

 

 

생성자에서는 ROS 2 노드 이름을 설정하고, Action Client를 생성합니다.

 

 

a. 노드 이름 설정

 

Node("move_distance_client")

 

 

현재 노드의 이름을 move_distance_client로 설정합니다.

 

 

 

b. Action Client 생성

 

action_client_ = rclcpp_action::create_client<MoveDistance>(
  this,
  "move_distance"
);

 

 

MoveDistance 타입의 Action Client를 생성합니다.

 

첫 번째 인자:

 

this

 

 

현재 노드에 Action Client를 생성한다는 의미입니다.

 

두 번째 인자:

 

"move_distance"

 

 

접속할 Action 이름입니다.

즉, 이 클라이언트는 /move_distance라는 이름의 Action Server와 통신합니다.

 

앞에서 만든 서버 코드에서도 다음처럼 Action Server 이름을 지정했습니다.

 

"move_distance"

 

 

따라서 서버와 클라이언트의 Action 이름이 반드시 같아야 합니다.

 

 

 

9) Action Client 멤버 변수

 

rclcpp_action::Client<MoveDistance>::SharedPtr action_client_;

 

 

Action Client 객체를 저장하는 멤버 변수입니다.

 

이 객체를 통해 다음 작업을 수행합니다.

 

wait_for_action_server()
async_send_goal()

 

 

즉, action_client_는 Action Server에 Goal을 보내는 핵심 객체입니다.

 

 

 

10) send_goal 함수

 

void send_goal(float target_distance)

 

 

이 함수는 Action Server로 목표 거리를 보내는 함수입니다.

인자로 받은 target_distance 값이 서버에 Goal로 전달됩니다.

 

예를 들어 다음처럼 호출되면,

 

send_goal(1.0);

 

 

서버에는 1.0m 이동하라는 Goal이 전송됩니다.

 

 

 

11) Action Server 대기

 

if (!action_client_->wait_for_action_server(5s)) {
  RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Action server not available.");
  return;
}

 

 

Goal을 보내기 전에 Action Server가 실행 중인지 확인합니다.

 

 

 

a. wait_for_action_server()

 

action_client_->wait_for_action_server(5s)

 

 

move_distance Action Server가 준비될 때까지 최대 5초 동안 기다립니다.

서버가 5초 안에 발견되면 true를 반환합니다.

서버가 없으면 false를 반환합니다.

 

 

 

b. 서버가 없을 때

 

RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Action server not available.");
return;

 

 

Action Server가 실행 중이 아니면 에러 로그를 출력하고 함수를 종료합니다.

즉, Goal을 보내지 않습니다.

 

이 경우 먼저 서버 노드를 실행해야 합니다.

 

ros2 run my_first_package move_distance_server

 

 

그 다음 클라이언트를 실행해야 정상적으로 동작합니다.

 

 

 

12) Goal 메시지 생성

 

auto goal_msg = MoveDistance::Goal();
goal_msg.target_distance = target_distance;

 

 

Action Server에 보낼 Goal 메시지를 생성합니다.

 

 

a. Goal 객체 생성

 

auto goal_msg = MoveDistance::Goal();

 

 

MoveDistance.action 파일의 Goal 부분에 해당하는 메시지 객체를 생성합니다.

 

 

 

b. 목표 거리 값 설정

 

goal_msg.target_distance = target_distance;

 

 

Goal 메시지 안의 target_distance 필드에 목표 이동 거리를 저장합니다.

 

예를 들어 target_distance가 2.0이면 서버에는 다음 Goal이 전송됩니다.

target_distance = 2.0

 

 

 

 

13) Goal 전송 로그

 

 

RCLCPP_INFO(
  this->get_logger(),
  "Sending goal: move %.2f meters",
  target_distance
);

 

 

클라이언트가 서버로 보낼 목표 거리를 로그로 출력합니다.

 

출력 예:

Sending goal: move 1.00 meters

 

 

 

 

14) SendGoalOptions 생성

 

auto send_goal_options = rclcpp_action::Client<MoveDistance>::SendGoalOptions();

 

 

Action Goal을 보낼 때 사용할 옵션 객체를 생성합니다.

SendGoalOptions에는 Goal 전송 후 호출될 콜백 함수들을 등록합니다.

 

이 코드에서는 다음 3개의 콜백을 등록합니다.

goal_response_callback
feedback_callback
result_callback

 

 

각 콜백의 역할은 다음과 같습니다.

                     콜백 함수                                                             호출 시점                                               역할

goal_response_callback()	서버가 Goal을 수락/거절했을 때	Goal 수락 여부 확인
feedback_callback()	서버가 Feedback을 보낼 때마다	진행 상태 확인
result_callback()	Action이 완료되었을 때	최종 결과 확인

 

 

 

 

15) Goal Response 콜백 등록

 

send_goal_options.goal_response_callback =
  std::bind(&MoveDistanceClient::goal_response_callback, this, std::placeholders::_1);

 

 

서버가 Goal을 수락했는지 거절했는지 확인하는 콜백 함수를 등록합니다.

 

 

a. std::bind()

 

std::bind(&MoveDistanceClient::goal_response_callback, this, std::placeholders::_1)

 

 

클래스 멤버 함수인 goal_response_callback()을 콜백으로 등록하기 위해 사용합니다.

std::placeholders::_1은 나중에 콜백이 호출될 때 전달되는 첫 번째 인자를 의미합니다.

 

즉, 서버의 Goal 응답 결과가 _1 자리에 들어옵니다.

 

 

 

 

16) Feedback 콜백 등록

 

send_goal_options.feedback_callback =
  std::bind(
    &MoveDistanceClient::feedback_callback,
    this,
    std::placeholders::_1,
    std::placeholders::_2
  );

 

 

서버가 Feedback을 보낼 때마다 호출될 콜백 함수를 등록합니다.

 

Feedback 콜백은 인자를 2개 받습니다.

 

GoalHandleMoveDistance::SharedPtr
std::shared_ptr<const MoveDistance::Feedback>

 

 

그래서 std::placeholders::_1, std::placeholders::_2를 사용합니다. current_distance와 progess입니다.

 

 

 

17) Result 콜백 등록

 

send_goal_options.result_callback =
  std::bind(&MoveDistanceClient::result_callback, this, std::placeholders::_1);

 

 

Action이 끝났을 때 호출될 콜백 함수를 등록합니다.

서버가 succeed(), canceled(), abort() 중 하나로 Action을 종료하면 이 콜백이 호출됩니다.

 

 

 

 

18) Goal 비동기 전송

 

action_client_->async_send_goal(goal_msg, send_goal_options);

 

 

Action Server에 Goal을 전송합니다.

여기서 중요한 점은 async_send_goal()이라는 이름입니다.

async는 비동기라는 뜻입니다. 즉, 이 함수는 Goal을 보내고 서버의 최종 결과가 올 때까지 기다리지 않습니다.

대신 등록해 둔 콜백 함수들이 나중에 자동으로 호출됩니다.

 

실행 흐름은 다음과 같습니다.

async_send_goal() 호출
↓
Goal 서버로 전송
↓
서버가 수락 또는 거절
↓
goal_response_callback() 호출
↓
서버 실행 중 Feedback 전송
↓
feedback_callback() 반복 호출
↓
서버 실행 완료
↓
result_callback() 호출

 

 

 

 

 

19) goal_response_callback 함수

 

void goal_response_callback(const GoalHandleMoveDistance::SharedPtr & goal_handle)
{
  if (!goal_handle) {
    RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Goal was rejected by server.");
  } else {
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Goal accepted by server.");
  }
}

 

 

이 함수는 서버가 Goal을 수락했는지 거절했는지 확인합니다.

 

 

 

a. Goal이 거절된 경우

 

if (!goal_handle)

 

 

Goal Handle이 비어 있으면 서버가 Goal을 거절했다는 의미입니다.

 

예를 들어 서버 코드에서 다음 조건이 있었습니다.

 

if (goal->target_distance <= 0.0) {
  return rclcpp_action::GoalResponse::REJECT;
}

 

 

따라서 클라이언트가 목표 거리로 0 또는 음수를 보내면 서버는 Goal을 거절합니다.

 

이때 클라이언트에는 다음 로그가 출력됩니다.

Goal was rejected by server.

 

 

 

 

b. Goal이 수락된 경우

 

else {
  RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Goal accepted by server.");
}

 

 

Goal Handle이 정상적으로 존재하면 서버가 Goal을 수락했다는 뜻입니다.

이후 서버는 목표 거리 이동 작업을 실행하고 Feedback을 보내기 시작합니다.

 

 

 

20) feedback_callback 함수

 

void feedback_callback(
  GoalHandleMoveDistance::SharedPtr,
  const std::shared_ptr<const MoveDistance::Feedback> feedback)

 

 

이 함수는 Action Server가 Feedback을 보낼 때마다 호출됩니다.

 

 

a. 첫 번째 인자

 

GoalHandleMoveDistance::SharedPtr

 

 

첫 번째 인자는 Goal Handle입니다.

 

현재 코드에서는 사용하지 않기 때문에 변수 이름을 생략했습니다.

 

GoalHandleMoveDistance::SharedPtr,

 

 

이런 식으로 타입만 적고 변수 이름을 적지 않으면, 사용하지 않는 인자라는 의미가 됩니다.

 

 

 

b. 두 번째 인자

 

const std::shared_ptr<const MoveDistance::Feedback> feedback

 

 

서버가 보내준 Feedback 메시지입니다.

 

이 메시지 안에는 다음 값이 들어 있습니다.

 

feedback->current_distance
feedback->progress

 

 

 

 

c. Feedback 로그 출력

 

RCLCPP_INFO(
  this->get_logger(),
  "Feedback received: %.2f m, %.1f %%",
  feedback->current_distance,
  feedback->progress
);

 

 

서버로부터 받은 현재 이동 거리와 진행률을 출력합니다.

 

예를 들어 목표 거리가 1.0m이고 서버가 0.1m씩 증가시키면 다음과 같이 출력될 수 있습니다.

Feedback received: 0.10 m, 10.0 %
Feedback received: 0.20 m, 20.0 %
Feedback received: 0.30 m, 30.0 %
...
Feedback received: 1.00 m, 100.0 %

 

 

여기서 %%는 % 문자를 출력하기 위한 표현입니다.

 

C/C++ 포맷 문자열에서 %는 특별한 의미를 가지므로, 실제 % 기호를 출력하려면 %%라고 작성해야 합니다.

 

 

 

21) result_callback 함수

 

void result_callback(const GoalHandleMoveDistance::WrappedResult & result)

 

 

이 함수는 Action Server가 최종 Result를 보냈을 때 호출됩니다.

즉, Action 작업이 끝났을 때 실행됩니다.

 

 

a. WrappedResult

 

GoalHandleMoveDistance::WrappedResult

 

 

WrappedResult는 단순히 Result 메시지만 가지고 있는 것이 아니라, Action의 종료 상태 코드까지 함께 가지고 있습니다.

 

주요 구성은 다음과 같습니다.

 

result.code
result.result

 

                       항목                                                                   의미

result.code	Action 종료 상태
result.result	서버가 보낸 Result 메시지

 

 

22) Result 상태 코드 확인

 

switch (result.code) {

 

 

Action이 어떤 상태로 끝났는지 확인합니다.

 

ROS 2 Action의 대표적인 종료 상태는 다음과 같습니다.

                                   상태 코드                                                                     의미

SUCCEEDED	성공적으로 완료
ABORTED	서버 측에서 중단
CANCELED	취소됨

 

 

a. 성공한 경우

 

case rclcpp_action::ResultCode::SUCCEEDED:
  RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Result: success");
  break;

 

 

서버가 Goal을 성공 상태로 완료한 경우입니다.

 

서버 코드에서는 목표 거리에 도달했을 때 다음 함수를 호출했습니다.

 

goal_handle->succeed(result);

 

 

이 경우 클라이언트의 result.code는 다음 값이 됩니다.

 

rclcpp_action::ResultCode::SUCCEEDED

 

 

클라이언트 로그:

Result: success

 

 

 

 

b. 중단된 경우

 

case rclcpp_action::ResultCode::ABORTED:
  RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Result: aborted");
  rclcpp::shutdown();
  return;

 

 

서버가 작업을 강제로 중단한 경우입니다.

 

예를 들어 실무 코드에서는 다음과 같은 상황에서 abort()를 사용할 수 있습니다.

모터 제어 실패
센서 데이터 이상
장애물 감지
목표 도달 불가능
내부 에러 발생

 

 

현재 서버 코드에는 abort() 처리가 없으므로 일반적으로 이 상태는 발생하지 않습니다.

하지만 실무 코드를 생각하면 반드시 처리해 두는 것이 좋습니다.

 

 

 

c. 취소된 경우

 

case rclcpp_action::ResultCode::CANCELED:
  RCLCPP_WARN(this->get_logger(), "Result: canceled");
  rclcpp::shutdown();
  return;

 

 

Action이 취소된 경우입니다.

 

서버 코드에서 취소 요청을 처리하면 다음 함수를 호출했습니다.

 

goal_handle->canceled(result);

 

 

이 경우 클라이언트의 result.code는 다음 값이 됩니다.

 

rclcpp_action::ResultCode::CANCELED

 

 

클라이언트 로그:

Result: canceled

 

 

 

 

d. 알 수 없는 상태

 

default:
  RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "Unknown result code");
  rclcpp::shutdown();
  return;

 

 

위에서 처리하지 않은 상태 코드가 들어온 경우입니다.

예외적인 상황이므로 에러 로그를 출력하고 노드를 종료합니다.

 

 

 

23) Result 메시지 출력

 

RCLCPP_INFO(
  this->get_logger(),
  "Message: %s",
  result.result->message.c_str()
);

 

 

서버가 보낸 최종 Result 메시지를 출력합니다.

서버 코드에서는 성공 시 다음 메시지를 보냈습니다.

 

result->message = "Target distance reached.";

 

 

따라서 성공한 경우 클라이언트는 다음 로그를 출력합니다.

Message: Target distance reached.

 

 

 

a. c_str()을 사용하는 이유

 

result.result->message.c_str()

 

 

result.result->message는 C++의 std::string 타입입니다.

하지만 RCLCPP_INFO()의 포맷 문자열 %s는 C 스타일 문자열을 요구합니다.

그래서 std::string을 C 문자열 포인터로 변환하기 위해 .c_str()을 사용합니다.

 

 

 

24) Result 수신 후 노드 종료

 

rclcpp::shutdown();

 

 

최종 Result를 받으면 ROS 2 시스템을 종료합니다.

이 코드에서는 한 번 Goal을 보내고 결과를 받은 뒤 바로 종료하는 구조입니다.

즉, 계속 여러 Goal을 보내는 클라이언트가 아니라, 한 번 실행하고 끝나는 테스트용 Action Client입니다.

 

 

 

25) main 함수

 

int main(int argc, char ** argv)
{
  rclcpp::init(argc, argv);

  float target_distance = 1.0;

  if (argc >= 2) {
    target_distance = std::atof(argv[1]);
  }

  auto action_client = std::make_shared<MoveDistanceClient>();
  action_client->send_goal(target_distance);

  rclcpp::spin(action_client);

  return 0;
}

 

 

ROS 2 노드를 실행하는 메인 함수입니다.

 

 

 

a. ROS 2 초기화

 

rclcpp::init(argc, argv);

 

 

ROS 2 통신 시스템을 초기화합니다.

모든 ROS 2 노드는 실행 전에 반드시 rclcpp::init()을 호출해야 합니다.

 

 

 

b. 기본 목표 거리 설정

 

float target_distance = 1.0;

 

 

기본 목표 거리를 1.0m로 설정합니다.

즉, 실행할 때 별도의 인자를 주지 않으면 클라이언트는 서버에 1.0m 이동 Goal을 보냅니다.

 

 

 

c. 명령행 인자 확인

 

if (argc >= 2) {
  target_distance = std::atof(argv[1]);
}

 

 

 

프로그램 실행 시 목표 거리를 인자로 받을 수 있습니다.

 

예를 들어 다음처럼 실행하면,

 

ros2 run my_first_package move_distance_client 3.5

 

 

argv[1]에는 문자열 "3.5"가 들어옵니다.

이를 std::atof()로 변환하면 target_distance는 3.5가 됩니다.

 

결과적으로 서버에는 다음 Goal이 전송됩니다.

target_distance = 3.5

 

 

 

 

d. Action Client 노드 생성

 

auto action_client = std::make_shared<MoveDistanceClient>();

 

 

MoveDistanceClient 객체를 생성합니다.

객체가 생성되면 생성자에서 Action Client도 함께 생성됩니다.

 

action_client_ = rclcpp_action::create_client<MoveDistance>(
  this,
  "move_distance"
);

 

 

 

 

e. Goal 전송

 

action_client->send_goal(target_distance);

 

 

서버로 목표 거리 Goal을 전송합니다.

 

이 함수 내부에서 다음 작업이 진행됩니다.

1. Action Server 대기
2. Goal 메시지 생성
3. 콜백 함수 등록
4. async_send_goal() 호출

 

 

 

 

f. 노드 실행

 

rclcpp::spin(action_client);

 

 

노드를 계속 실행 상태로 유지합니다.

이 부분이 매우 중요합니다.

async_send_goal()은 비동기 방식이기 때문에, Goal 전송 후 콜백 함수들이 호출되려면 rclcpp::spin()이 실행되고 있어야 합니다.

 

즉, 다음 콜백들은 spin()이 동작 중일 때 호출됩니다.

 

goal_response_callback()
feedback_callback()
result_callback()

 

 

만약 spin()을 호출하지 않으면 Goal을 보낸 뒤 콜백 처리가 제대로 되지 않을 수 있습니다.

 

9. my_cpp_package 설정

1) package.xml

my_cpp_package/package.xml에 다음 의존성이 있는지 확인합니다.

 

<depend>rclcpp</depend>
<depend>rclcpp_action</depend>
<depend>my_first_package_msgs</depend>

 

 

예시:

 

<?xml version="1.0"?>
<package format="3">
  <name>my_cpp_package</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>C++ action server and client practice package</description>
  <maintainer email="user@example.com">user</maintainer>
  <license>Apache-2.0</license>

  <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>

  <depend>rclcpp</depend>
  <depend>rclcpp_action</depend>
  <depend>my_first_package_msgs</depend>

  <test_depend>ament_lint_auto</test_depend>
  <test_depend>ament_lint_common</test_depend>

  <export>
    <build_type>ament_cmake</build_type>
  </export>
</package>

 

 

 

 

 

2) CMakeLists.txt

 

my_cpp_package/CMakeLists.txt를 다음처럼 수정합니다.

 

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(my_cpp_package)

if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
  add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(rclcpp_action REQUIRED)
find_package(my_first_package_msgs REQUIRED)

add_executable(move_distance_server src/move_distance_server.cpp)
ament_target_dependencies(move_distance_server rclcpp rclcpp_action my_first_package_msgs)

add_executable(move_distance_client src/move_distance_client.cpp)
ament_target_dependencies(move_distance_client rclcpp rclcpp_action my_first_package_msgs)

install(TARGETS
  move_distance_server
  move_distance_client
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

ament_package()

 

 

 

 

 

10. 빌드하기

 

cd ~/ros2_ws

colcon build --packages-select my_first_package_msgs
source install/setup.bash

colcon build --packages-select my_cpp_package
source install/setup.bash

 

 

전체 빌드는 다음처럼 해도 됩니다.

 

cd ~/ros2_ws
colcon build
source install/setup.bash

 

 

 

 

11. Action 인터페이스 확인

 

ros2 interface show my_first_package_msgs/action/MoveDistance

 

 

예상 출력:

float32 target_distance
---
bool success
string message
---
float32 current_distance
float32 progress

 

 

 

 

12. 실행하기

터미널 1: Action Server 실행

 

cd ~/ros2_ws
source install/setup.bash

ros2 run my_cpp_package move_distance_server

 

 

예상 출력:

[INFO] [move_distance_server]: Move Distance Action Server started.

 

 

 

 

터미널 2: Action Client 실행

 

cd ~/ros2_ws
source install/setup.bash

ros2 run my_cpp_package move_distance_client 2.0

 

 

예상 출력:

[INFO] [move_distance_client]: Sending goal: move 2.00 meters
[INFO] [move_distance_client]: Goal accepted by server.
[INFO] [move_distance_client]: Feedback received: 0.10 m, 5.0 %
[INFO] [move_distance_client]: Feedback received: 0.20 m, 10.0 %
...
[INFO] [move_distance_client]: Result: success
[INFO] [move_distance_client]: Message: Target distance reached.

 

 

 

 

 

13. ROS 2 CLI로 Action 확인하기

액션 목록 확인

 

ros2 action list

 

 

예상 출력:

 

/move_distance

 

 

 

 

액션 타입 확인

 

ros2 action info /move_distance

 

 

 

 

 

CLI로 goal 보내기

클라이언트 노드 없이 CLI에서도 goal을 보낼 수 있습니다.

 

ros2 action send_goal /move_distance my_first_package_msgs/action/MoveDistance "{target_distance: 1.5}"

 

 

 

 

feedback까지 보고 싶으면 다음처럼 실행합니다.

 

ros2 action send_goal /move_distance my_first_package_msgs/action/MoveDistance "{target_distance: 1.5}" --feedback

 

 

 

 

14. 모바일 로봇과 연결하는 방향

현재 예제는 실제 바퀴를 움직이지 않고 가상의 이동 거리를 증가시키는 방식입니다.

 

실제 모바일 로봇에 연결하려면 서버의 execute() 함수 안에서 다음 기능을 추가하면 됩니다.

 

geometry_msgs::msg::Twist cmd_vel;
cmd_vel.linear.x = 0.2;
cmd_vel.angular.z = 0.0;
cmd_vel_pub_->publish(cmd_vel);

 

 

그리고 이동 거리는 단순 누적값 대신 /odom 토픽에서 받아 계산하는 것이 정석입니다.

 

실전 구조는 다음과 같습니다.

Action Client
    |
    | 목표 거리 요청
    v
MoveDistance Action Server
    |
    | /cmd_vel 발행
    v
Mobile Robot
    |
    | /odom 피드백
    v
MoveDistance Action Server
    |
    | 진행률 feedback
    v
Action Client