ROS 2 服务与参数基础实验（uav_mode_node）

本页面介绍 ros2_service_param_demo 模块：用一个「无人机模式节点」演示 ROS 2 的服务调用、参数在线修改与话题发布。

源码位置：src/chap2/ros2_service_param_demo

该模块是「基于强化学习的四旋翼无人机飞行控制」项目的第二个前置基础实验：第一个实验（ROS 2 话题发布订阅基础实验）验证了单向消息流，本实验补齐模式切换（起飞 / 悬停 / 降落需要调用方拿到成功或失败）与在线调参（不同飞行阶段要改频率或阈值，不能重启节点）这两件基础设施。

1. 接口说明

start_mode 只接受 IDLE 与 FLYING，与服务 /uav/set_mode 能切换的两种模式保持一致：SetBool 只有真假两态，无法表达「降落」，因此本模块不把 LANDING 作为可设置的模式。降落属于后续控制器模块的职责，那一步需要比 SetBool 更丰富的接口。

2. 运行环境

在虚拟机中确认环境：

lsb_release -a      # Ubuntu 22.04
echo $ROS_DISTRO    # humble
python3 --version   # Python 3.10.x

2.1 环境准备

如果还没装 ROS 2 Humble，先按 安装 ROS 页面配置好。装好后把环境写进 ~/.bashrc，新终端会自动加载：

echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
echo $ROS_DISTRO     # 应输出 humble

不要同时 source Noetic 与 Humble，否则会出现 ROS_DISTRO was set to 'noetic' before 的警告。

3. 编译

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cp -r <本仓库路径>/src/chap2/ros2_service_param_demo ~/ros2_ws/src/
cd ~/ros2_ws
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --packages-select ros2_service_param_demo
source install/setup.bash

4. 运行

# 方式 A：launch 启动（推荐）
ros2 launch ros2_service_param_demo service_param_demo.launch.py \
publish_rate:=5.0 start_mode:=FLYING
# 方式 B：main 脚本入口
python3 ~/ros2_ws/src/ros2_service_param_demo/main.py
# 方式 C：单节点并指定参数
ros2 run ros2_service_param_demo uav_mode_node \
  --ros-args -p publish_rate:=5.0 -p start_mode:=FLYING

节点启动后输出：

[INFO] [...] [uav_mode_node]: uav_mode_node 已启动: publish_rate=2.0 Hz, mode=IDLE
[INFO] [...] [uav_mode_node]: 发布状态: mode=IDLE, count=0

4.1 调用服务切换模式

另开终端（同样要 source ROS 2 与工作空间环境）：

ros2 service list
ros2 service call /uav/set_mode std_srvs/srv/SetBool "{data: true}"
ros2 service call /uav/set_mode std_srvs/srv/SetBool "{data: false}"

4.2 在线修改参数

ros2 param list
ros2 param get /uav_mode_node publish_rate        # 显示 2.0
ros2 param set /uav_mode_node publish_rate 5.0    # 输出立刻变密
ros2 param set /uav_mode_node publish_rate -1.0   # 被拒绝：publish_rate 必须大于 0

4.3 观察话题

ros2 topic echo /uav/status
ros2 topic hz /uav/status     # 频率与 publish_rate 一致

结束运行：在终端按 Ctrl+C。正常情况下只会看到节点打印的 uav_mode_node 被手动终止 后退出（退出路径已捕获 KeyboardInterrupt，不会再打印 Traceback）；若还跟着一行 Failed to publish log message to rosout: publisher's context is invalid，同样是节点销毁后的正常现象。

三点注意：① 方式 B 是本地源码调试入口，它通过 ament 索引查找 ros2_service_param_demo，必须先 source ~/ros2_ws/install/setup.bash，干净终端只 source ROS 2 会报 package 'ros2_service_param_demo' not found；需要改参数请用方式 A（ros2 launch ros2_service_param_demo service_param_demo.launch.py publish_rate:=5.0 start_mode:=FLYING）或方式 C。② publish_rate 是 double 类型，请写 0.0 而不是 0（整数字面量会报类型错误）；取值范围 (0, 100] Hz。③ 启动参数非法时（publish_rate 超出范围、start_mode 不在 IDLE / FLYING 之内）节点会告警并回退到默认值，同时把回退值写回参数，所以 ros2 param get 显示的值始终等于实际生效值，不会出现"参数是 5.0、实际按 2.0 发布"的不一致。

5. 运行效果

调用服务切换飞行模式：

在线修改参数，输出频率立刻变化：

launch 启动与话题频率：

6. 常见问题