一、项目简介

ROS2 中 Action 专门用于长时间运行的任务（导航、机械臂运动、拍照巡检等），相比 Service 一问一答、Topic 单向发布，Action 拥有三段完整交互：

1. Goal：客户端下发执行目标坐标
2. Feedback：服务端循环推送实时进度（剩余距离）
3. Result：任务结束后返回最终执行结果

本案例基于华为云开发者空间 + ROS2 Jazzy，自定义Move.action导航动作，客户端下发目标 (7.0,8.0)，服务端模拟小车渐进行驶、每秒推送剩余距离，抵达终点后返回实际坐标。

二、工程目录结构

action_nav_ws
├── build install log  # colcon编译自动生成缓存文件夹
└── src
    ├── nav_interfaces        # 规范分包：单独存放自定义Action接口
    │   └── action
    │       └── Move.action   # 导航动作定义文件
    └── nav_action_demo       # 业务包：Action服务端+客户端源码
        ├── src
        │   ├── nav_server.cpp # 导航动作服务端
        │   └── nav_client.cpp# 导航动作客户端
        ├── launch             # 预留启动文件目录
        ├── include
        ├── CMakeLists.txt
        └── package.xml

分层优势：接口与业务代码完全解耦，其他工程可直接复用nav_interfaces动作包。

三、自定义 Action 接口 Move.action

语法说明：三段内容使用---强制分隔，顺序固定为 Goal → Result → Feedback。

四、Action 服务端 nav_server.cpp

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "rclcpp_action/rclcpp_action.hpp"
#include "nav_interfaces/action/move.hpp"

using Move = nav_interfaces::action::Move;

class NavServer : public rclcpp::Node
{
public:
  NavServer() : Node("nav_server")
  {
    // 创建Action服务，绑定3个核心回调函数
    server_ = rclcpp_action::create_server<Move>(
      this,
      "move_task",
      std::bind(&NavServer::on_goal, this, std::placeholders::_1),
      std::bind(&NavServer::on_cancel, this, std::placeholders::_1),
      std::bind(&NavServer::on_accept, this, std::placeholders::_1)
    );
  }

private:
  rclcpp_action::Server<Move>::SharedPtr server_;

  // 1. 收到客户端目标请求回调
  rclcpp_action::GoalResponse on_goal(const rclcpp_action::GoalUUID &, std::shared_ptr<const Move::Goal> goal)
  {
    RCLCPP_INFO(get_logger(), "收到目标点：%.2f , %.2f", goal->target_x, goal->target_y);
    // 接受本次导航任务
    return rclcpp_action::GoalResponse::ACCEPT_AND_EXECUTE;
  }

  // 2. 客户端取消任务回调
  rclcpp_action::CancelResponse on_cancel(std::shared_ptr<rclcpp_action::ServerGoalHandle<Move>>)
  {
    RCLCPP_INFO(get_logger(), "任务被取消");
    return rclcpp_action::CancelResponse::ACCEPT;
  }

  // 3. 接受任务，新开子线程执行导航（防止阻塞节点spin）
  void on_accept(std::shared_ptr<rclcpp_action::ServerGoalHandle<Move>> handle)
  {
    std::thread{std::bind(&NavServer::execute, this, handle)}.detach();
  }

  // 导航核心执行逻辑
  void execute(std::shared_ptr<rclcpp_action::ServerGoalHandle<Move>> handle)
  {
    auto goal = handle->get_goal();
    auto feedback = std::make_shared<Move::Feedback>();
    auto result = std::make_shared<Move::Result>();

    float now_x = 0.0f;
    float now_y = 0.0f;
    rclcpp::Rate loop_rate(1); // 1Hz，每秒更新一次进度

    while (rclcpp::ok())
    {
      // 判断任务是否被客户端取消
      if (handle->is_canceling())
      {
        handle->canceled(result);
        return;
      }
      // 模拟小车缓慢向目标靠近
      now_x += (goal->target_x - now_x) * 0.2;
      now_y += (goal->target_y - now_y) * 0.2;
      // 计算当前距离目标的剩余距离
      float dist = sqrt(pow(goal->target_x - now_x, 2) + pow(goal->target_y - now_y, 2));
      feedback->remaining_dist = dist;
      // 向客户端推送实时进度反馈
      handle->publish_feedback(feedback);
      RCLCPP_INFO(get_logger(), "剩余距离：%.2f", dist);

      // 距离小于0.1，判定小车抵达终点
      if (dist < 0.1)
      {
        result->finish_state = true;
        result->final_x = now_x;
        result->final_y = now_y;
        handle->succeed(result);
        RCLCPP_INFO(get_logger(), "抵达目标！坐标：%.2f , %.2f", now_x, now_y);
        break;
      }
      loop_rate.sleep();
    }
  }
};

int main(int argc, char ** argv)
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  rclcpp::spin(std::make_shared<NavServer>());
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

五、Action 客户端 nav_client.cpp

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "rclcpp_action/rclcpp_action.hpp"
#include "nav_interfaces/action/move.hpp"

using Move = nav_interfaces::action::Move;
using namespace std::chrono_literals;

class NavClient : public rclcpp::Node
{
public:
  NavClient() : Node("nav_client")
  {
    // 客户端绑定服务端动作名称 move_task
    client_ = rclcpp_action::create_client<Move>(this, "move_task");
  }

  // 下发导航目标接口
  void send_task(float x, float y)
  {
    // 等待服务端上线，5秒未连接直接报错返回
    if (!client_->wait_for_action_server(5s))
    {
      RCLCPP_ERROR(get_logger(), "无法连接服务端");
      return;
    }
    // 构造目标坐标（栈对象规避Jazzy版本类型报错）
    Move::Goal goal;
    goal.target_x = x;
    goal.target_y = y;

    // 异步发送导航目标
    auto future = client_->async_send_goal(goal);
    rclcpp::spin_until_future_complete(this->get_node_base_interface(), future);
    auto goal_handle = future.get();

    if (!goal_handle)
    {
      RCLCPP_ERROR(get_logger(), "目标被服务端拒绝");
      return;
    }

    // 异步获取导航最终结果
    auto res_future = client_->async_get_result(goal_handle);
    rclcpp::spin_until_future_complete(this->get_node_base_interface(), res_future);
    auto result_wrap = res_future.get();

    // 导航成功，打印小车实际抵达坐标
    if (result_wrap.code == rclcpp_action::ResultCode::SUCCEEDED)
    {
      RCLCPP_INFO(get_logger(), "任务完成！最终坐标 x=%.2f y=%.2f",
                  result_wrap.result->final_x, result_wrap.result->final_y);
    }
  }

private:
  rclcpp_action::Client<Move>::SharedPtr client_;
};

int main(int argc, char ** argv)
{
  rclcpp::init(argc, argv);
  auto node = std::make_shared<NavClient>();
  // 下发导航目标：x=7.0 y=8.0
  node->send_task(7.0, 8.0);
  rclcpp::spin(node);
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

六、完整编译命令与日志

日志说明

编译输出中黄色警告 CATKIN_INSTALL_INTO_PREFIX_ROOT 是华为云开发环境自带冗余变量，不属于代码错误，完全不影响编译、运行，可直接忽略； 日志末尾出现两行 Finished <<< 包名，代表编译全部成功，可执行文件生成在install文件夹内。

七、分终端运行测试

终端 1：启动 Action 导航服务端

运行效果：

1. 接收客户端下发目标 7.00 , 8.00
2. 每秒打印实时剩余距离，模拟小车持续向目标靠近
3. 距离小于 0.1 时打印「抵达目标！坐标：6.94 , 7.93」，导航任务结束

终端 2：启动 Action 导航客户端

运行效果： 客户端等待导航任务执行完成，最终输出关键日志： [INFO] [nav_client]: 任务完成！最终坐标 x=6.94 y=7.93 代表完整 Action 通信闭环，客户端成功接收服务端返回的导航结果。

八、华为云开发环境踩坑总结

1. ros2 run 提示 Package not found 云开发空间环境索引存在 bug，ros2 pkg 检索失效，直接执行install目录下二进制文件即可绕过该问题；
2. 直接运行二进制提示缺少 .so 动态库 必须前置执行 source install/setup.bash 加载自定义动作库路径，否则程序找不到nav_interfaces接口动态文件；
3. 编译出现黄色 CATKIN 警告 环境内置旧 catkin 兼容变量，无任何功能影响，无需修改 CMakeLists 屏蔽；
4. 旧版本客户端红色unknown response日志已修复 本次更新后的客户端代码规避了 Jazzy 版本 API 兼容报错，运行日志仅保留正常 INFO 信息，无多余红色警告。

九、整体流程梳理

1. 客户端构造导航目标 (7.0,8.0)，异步发送给 Action 服务端；
2. 服务端接收目标，新开独立子线程模拟小车行驶；
3. 循环计算小车与目标的距离，每秒推送Feedback实时进度；
4. 小车距离目标小于 0.1，判定抵达终点，封装Result结果；
5. 客户端接收任务完成结果，打印小车实际抵达坐标； 完整实现 ROS2 Action「下发目标 - 实时进度反馈 - 任务结果返回」全套标准通信流程。

十、拓展方向

1. 在代码中增加取消任务逻辑，测试on_cancel回调；
2. 编写 launch 文件，一键同时启动服务端 + 客户端；
3. 新增多组导航目标，实现连续多点导航；
4. 结合 TF2 / 激光雷达，替换纯模拟行驶逻辑，对接真实机器人底盘。