最近使用ROS進行任務(wù)（Task）執(zhí)行，深切體會用傳統(tǒng)的方法實現(xiàn)是極其繁雜的。比如人臉錄入工作，包含人臉檢測，識別，語音提示，運動控制，這些子部分基本都是通過訂閱話題的回調(diào)函數(shù)中處理，之間的切換，如人臉識別，語音提示之間的切換，需要用信號量進行控制切換，當(dāng)多數(shù)據(jù)融合的時候，邏輯是極其的混亂的，也容易導(dǎo)致冗余代碼，后期的維護也是不易于維護的。深切體會到一個好的實現(xiàn)框架有多么的重要。正如自己的體會，PR2開發(fā)中，發(fā)現(xiàn)如果不用一套完整的框架去執(zhí)行任務(wù)，會導(dǎo)致代碼的維護特別的繁雜，所以大佬們才開發(fā)這套smach狀態(tài)機功能包。而狀態(tài)機的思想也正符合機器人的這種多數(shù)據(jù)融合，多子任務(wù)執(zhí)行的問題。狀態(tài)機的優(yōu)點是：實現(xiàn)簡單，易于維護，重構(gòu)任務(wù)順序容易。最近的實現(xiàn)證明，smach正是為任務(wù)執(zhí)行量身定做的。經(jīng)檢索也發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)介紹關(guān)于smach狀態(tài)機的介紹和比較少，從這篇開始，我們將連續(xù)的介紹在ROS-Indigo版本下的smach使用。

1、安裝

　　學(xué)習(xí)smach之前需要安裝這個軟件，安裝smach有兩種方式:

　　a、使用apt-get直接安裝（推薦），只需要執(zhí)行如下代碼：

$ sudo apt-get install ros-indigo-executive-smach

?　　b、使用源碼安裝，只需要在相應(yīng)的工作空間的src下，通過git clone拉取下來，比如在catkin_ws/src的目錄下執(zhí)行如下代碼：

$ git clone http://wiki.ros.org/smach/Tutorials

?

2、smach介紹

　smach[1]是ros中的一個實現(xiàn)有限狀態(tài)機的開發(fā)包，在ROS任務(wù)執(zhí)行中使用得比較多。一提到狀態(tài)機，大家可能會想起圖靈而望而生畏，別緊張，其實沒那么的難。smach使用了python實現(xiàn)，所以要使用smach只能在python環(huán)境中使用，python使用起來很簡單，如果有編程基礎(chǔ)，看幾個小時就可以上手，沒編程基礎(chǔ)的看幾天也可以很容易上手。

　　smach提供了actionlib整合和smach viewer兩大組件。smach viewer可以實時地查看任務(wù)執(zhí)行當(dāng)前的狀態(tài)節(jié)點位置，是調(diào)試開發(fā)的必備工具。smach還整合了動作狀態(tài)，例如定點導(dǎo)航?？梢园言掝}topic，服務(wù)service轉(zhuǎn)化為狀態(tài)，也可以把一個類轉(zhuǎn)化為狀態(tài)節(jié)點。smach可以實現(xiàn)狀態(tài)的并發(fā)執(zhí)行，任務(wù)的重復(fù)執(zhí)行，層次嵌套復(fù)雜的狀態(tài)機（狀態(tài)機也可以作為一個狀態(tài)）。

　　學(xué)習(xí)smach需要有兩個基礎(chǔ)：狀態(tài)機和python知識。

　　a、狀態(tài)機

　　狀態(tài)機就是表示有限個狀態(tài)以及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動作等行為的數(shù)學(xué)模型。參考資料[3]，最簡單的例子就是燈的開燈和關(guān)燈的例子。用開燈狀態(tài)和關(guān)燈狀態(tài)描述燈的狀態(tài)，狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，通過開燈動作和關(guān)燈的動作來完成，基于smach打?qū)崿F(xiàn)如下：?

#!/usr/bin/env pythonimport roslib; roslib.load_manifest('smach_sample_node') import rospy import smach import smach_ros import time # define state Foo # define state Bar class Open(smach.State):def __init__(self):smach.State.__init__(self, outcomes=['closed'])def execute(self, userdata):rospy.loginfo('Opened')time.sleep(2)rospy.loginfo('Closeing')return 'closed' #define state close light class Close(smach.State):def __init__(self):smach.State.__init__(self, outcomes=['opened'])def execute(self, userdata):rospy.loginfo('Closed')time.sleep(2)rospy.loginfo('Closing')return 'opened'

# main def main():rospy.init_node('smach_example_state_machine')# Create a SMACH state machinesm_light = smach.StateMachine(outcomes=['stop', 'succee'])# Open the container with sm_light:# Add states to the containersmach.StateMachine.add('OPEN', Open(), transitions={'closed':'CLOSE'})smach.StateMachine.add('CLOSE', Close(), transitions={'opened':'OPEN'})# Execute SMACH plansis = smach_ros.IntrospectionServer('sm_light', sm_light, '/SM_ROOT')sis.start()# Execute SMACH planoutcome = sm_light.execute()# Wait for ctrl-c to stop the application rospy.spin()sis.stop()if __name__ == '__main__':main()

??　　　　輸出結(jié)果：

[INFO] [WallTime: 1453689512.106141] Closed [INFO] [WallTime: 1453689514.108995] Closing [INFO] [WallTime: 1453689514.109447] State machine transitioning 'CLOSE':'opened'-->'OPEN' [INFO] [WallTime: 1453689514.109942] Opened [INFO] [WallTime: 1453689514.420038] Closeing [INFO] [WallTime: 1453689514.420271] State machine transitioning 'OPEN':'closed'-->'CLOSE'

?　　　　相應(yīng)的狀態(tài)機實時狀態(tài)，如下圖所示：

　　　　大家發(fā)現(xiàn)，基于smach實現(xiàn)狀態(tài)機器是如此打簡單，所以大膽打去弄熟它吧。

　　　　下面貼出兩張ros smach viewer生成的圖，直觀感受下狀態(tài)機的魅力。

　　　　簡單有限狀態(tài)機：

（來自：ros wiki）

　　　　較為復(fù)雜的有限狀態(tài)機：　　　　

（來自ros wiki）

　　b、python知識

　　　網(wǎng)上資源特別多，這里不展開介紹了。請參考[2]

?

參考資料：

[1].?http://wiki.ros.org/smach/Tutorials

[2]. Python菜鳥教程

[3]. 有限狀態(tài)機

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/cv-pr/p/5155828.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SMACH专题（一）----安装与初探的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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