【ROS2入門③】基本概念を理解する - ノード・トピック・サービス・アクション

Humble 環境構築済みの状態から、ノード・トピック・サービス・アクション（とパラメータ）を CLI で確認できるところまで進めます。次の記事では Python でトピック通信を実装します。詳細は ROS 2 Concepts を参照してください。2026年5月時点、Ubuntu 22.04 + ROS 2 Humble 想定です。

ROS2 システムの全体像：ノードが協調する仕組み

ROS 2 のシステムは、複数のノードがトピック・サービス・アクション経由で協調動作します。詳細は About Topics を参照してください。

ROS2 のノード（Node）とは？最小実行単位の考え方

ノードとは

ノードは ROS 2 における最小実行単位のプログラムです。1 つのノードは 1 つの役割（責務）を持ちます。

【粒度のイメージ】1ノード = 1機能（目安）
  camera_node     → カメラ画像を取得
  detection_node → 検出
  motor_node      → 駆動

無理に束ねない例:
  robot_all_in_one_node  ← 開発初期は楽でも肥大化しやすい

ノードの確認コマンド

# 実行中のノード一覧を表示
ros2 node list

# 特定ノードの情報を表示
ros2 node info /node_name

実行例

ターミナル1でturtlesimを起動：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

ターミナル2でノード確認：

ros2 node list
# 出力:
# /turtlesim

ros2 node info /turtlesim
# 出力（一部）:
# Subscribers:
#   /turtle1/cmd_vel: geometry_msgs/msg/Twist
# Publishers:
#   /turtle1/pose: turtlesim/msg/Pose

ROS2 のトピック（Topic）とは？非同期 Pub/Sub 通信

トピックとは

トピックはノード間の非同期通信チャンネルです。

トピック通信のデータフロー（Publisher→Topic→複数Subscriber）

特徴:

1対多、多対1、多対多の通信が可能
送受信は非同期（タイミングがずれても動く）
センサーデータ、画像、制御指令の配信に適している

トピックの確認コマンド

# トピック一覧
ros2 topic list

# トピックのデータ型を確認
ros2 topic type /topic_name

# トピックのデータをリアルタイム表示
ros2 topic echo /topic_name

# トピックの送信頻度を確認
ros2 topic hz /topic_name

# トピックに手動でデータを送信（型は <パッケージ>/msg/<メッセージ名>）
ros2 topic pub /topic_name std_msgs/msg/String "{data: 'hello'}"

メッセージ型は geometry_msgs/msg/Twist のように、(パッケージ名)/msg/(型名) で表記されるのが一般的です。ros2 topic type の出力もこの形式になります。

パッケージ	メッセージ	用途
std_msgs	String, Int32, Float64	基本的な型
geometry_msgs	Twist, Pose, Point	位置・速度
sensor_msgs	Image, LaserScan, Imu	センサーデータ
nav_msgs	OccupancyGrid, Path	ナビゲーション

ROS2 のサービス（Service）とは？同期 Req/Resp 通信

サービスとは

サービスはリクエスト/レスポンス型の同期通信です。

特徴:

呼び出し側は処理完了まで（概ね）待つ運用になりやすい
「今スナップショットを取って返す」のような短命処理向き（実装により非同期キューにもできるが、モデルとしてはサービス／アクション選びがある）

サービスの確認コマンド

# サービス一覧
ros2 service list

# サービスのデータ型を確認
ros2 service type /service_name

# サービスを手動で呼び出す
ros2 service call /service_name パッケージ/型名 "{引数}"

実行例

# turtlesimのリセットサービスを呼び出す
ros2 service call /reset std_srvs/srv/Empty

# 亀を指定座標にテレポートさせる
ros2 service call /turtle1/teleport_absolute \
  turtlesim/srv/TeleportAbsolute \
  "{x: 2.0, y: 2.0, theta: 0.0}"

ROS2 のアクション（Action）とは？長時間タスク向け通信

アクションとは

アクションは時間のかかる処理のための非同期通信です。サービスとトピックの両方の特徴を持ちます。

特徴:

長時間タスクの実行
途中経過（Feedback）の取得
キャンセルが可能
ナビゲーション、把持動作など複雑な動作に適している

アクションの確認コマンド

# アクション一覧
ros2 action list

# アクションの情報
ros2 action info /action_name

# アクションを手動で送信
ros2 action send_goal /action_name パッケージ/型名 "{引数}"

ノード・トピック・サービス・アクションの使い分け方

一覧図です。

比較用の一覧図（別レイアウト）。

ROS2 のパラメータ（Parameter）とは？ノード設定の切り出し

ROS2にはもう1つ重要な概念としてパラメータがあります。

パラメータはノードの設定値で、実行中でも変更できます。

# パラメータ一覧
ros2 param list

# パラメータの値を取得
ros2 param get /node_name param_name

# パラメータの値を設定
ros2 param set /node_name param_name value

ROS 2 基本概念のまとめ

ノード: 責務の単位。分割の仕方があとからの変更コストになりやすい
トピック: 継続的なデータストリームに向く。Pub/Sub の非同期モデルが基本
サービス: 短命の Req/Resp。1 クライアント : 1 サーバを基本像と捉えると整理しやすい（用途次第で選択は変わる）
アクション: 長時間処理＋途中経過＋キャンセル。ゴール志向の処理でよく出る
パラメータ: ノード設定の切り出し。tuning とデプロイの分離に効く

CLI の細部やトピック名はディストリで異なります。出力は自分の環境で確認し、次記事ではトピックの Publisher / Subscriber を Python で実装します。

30代エンジニアの備忘録