第4章 ROS运行管理

ROS是多进程(节点)的分布式框架，一个完整的ROS系统实现：

可能包含多台主机；

每台主机上又有多个工作空间(workspace)；

每个的工作空间中又包含多个功能包(package)；

每个功能包又包含多个节点(Node)，不同的节点都有自己的节点名称；

每个节点可能还会设置一个或多个话题(topic)…

在多级层深的ROS系统中，其实现与维护可能会出现一些问题，比如，如何关联不同的功能包，繁多的 ROS节点应该如何启动？功能包、节点、话题、参数重名时应该如何处理？不同主机上的节点如何通 信？

4.1 ROS元功能包

场景 完成ROS中一个系统性的功能，可能涉及到多个功能包，比如实现了机器人导航模块，该模 块下有地图、定位、路径规划…等不同的子级功能包。那么调用者安装该模块时，需要逐一的安装 每一个功能包吗？

显而易见的，逐一安装功能包的效率低下，在ROS中，提供了一种方式可以将不同的功能包打包成一个 功能包，当安装某个功能模块时，直接调用打包后的功能包即可，该包又称之为元功能包 (metapackage)。

概念：

MetaPackage是Linux的一个文件管理系统的概念。是ROS中的一个虚包，里面没有实质性的内容，但是它依赖了其他的软件包，通过这种方法可以把其他包组合起来，我们可以认为它是一本书的目录索引，告诉我们这个包集合中有哪些子包，并且该去哪里下载。

例如：

sudo apt install ros-noetic-desktop-full 命令安装ros时就使用了元功能包，该元功能包依赖于ROS 中的其他一些功能包，安装该包时会一并安装依赖。

作用:

方便用户的安装，我们只需要这一个包就可以把其他相关的软件包组织到一起安装了。

实现:

首先新建一个功能包

然后修改package.xml，内容如下：

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<!-- <exec_depend>被集成的功能包</exec_depend> -->
<exec_depend>head</exec_depend>
<exec_depend>helloworld</exec_depend>
<exec_depend>topic</exec_depend>

<export>
  <metapackage />
</export>

最后修改CMakeLists.txt，内容如下：

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cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(metapackage_test)
find_package(catkin REQUIRED)
catkin_metapackage()

PS:CMakeLists.txt 中不可以有换行。

4.2 ROS节点运行管理文件

一个程序中可能需要启动多个节点，比如:ROS 内置的小乌龟案例，如果要控制乌龟运动，要启动 多个窗口，分别启动 roscore、乌龟界面节点、键盘控制节点。如果每次都调用 rosrun 逐一启 动，显然效率低下，如何优化?

采用的优化策略便是使用roslaunch 命令集合 launch 文件启动管理节点。

概念：

launch 文件是一个 XML 格式的文件，可以启动本地和远程的多个节点，还可以在参数服务器中设置参数。

作用：

简化节点的配置与启动，提高ROS程序的启动效率。

使用：

以 turtlesim 为例演示

1.新建launch文件

在功能包下添加 launch目录, 目录下新建 xxxx.launch 文件，编辑 launch 文件

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<launch>
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="sim" output="screen"/>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="keyboard" output="screen"/>
</launch>

2.编译调用launch文件

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roslaunch 包名 xxx.launch

注意 roslaunch 命令执行launch文件时，首先会判断是否启动了 roscore,如果启动了，则不再启动，否 则，会自动调用 roscore。

4.2.1 launch标签

标签是所有 launch 文件的根标签，充当其他标签的容器。

1.属性

  • deprecated = "弃用声明"

告知用户当前 launch 文件已经弃用

2.子级标签

所有其它标签都是launch的子级

4.2.2 node标签

标签用于指定 ROS 节点，是最常见的标签，需要注意的是: roslaunch 命令不能保证按照 node 的声明顺序来启动节点(节点的启动是多进程的)

1.属性

  • pkg="包名"

节点所属的包

  • type="nodeType"

节点类型(与之相同名称的可执行文件)

  • name="nodeName"

节点名称(在 ROS 网络拓扑中节点的名称)

  • args="xxx xxx xxx" (可选)

将参数传递给节点

  • machine="机器名"

在指定机器上启动节点

  • respawn="true | false" (可选)

如果节点退出，是否自动重启

  • respawn_delay=" N" (可选)

如果 respawn 为 true, 那么延迟 N 秒后启动节点

  • required="true | false" (可选)

该节点是否必须，如果为 true,那么如果该节点退出，将杀死整个 roslaunch

  • ns="xxx" (可选)

在指定命名空间 xxx 中启动节点

  • clear_params="true | false" (可选)

在启动前，删除节点的私有空间的所有参数

  • output="log | screen" (可选)

日志发送目标，可以设置为 log 日志文件，或 screen 屏幕,默认是 log

2.子级标签

  • env 环境变量设置
  • remap 重映射节点名称
  • rosparam 参数设置
  • param 参数设置

4.2.3 include标签

include 标签用于将另一个 xml 格式的 launch 文件导入到当前文件

1.属性

  • file="$(find 包名)/xxx/xxx.launch"

要包含的文件路径

  • ns="xxx" (可选)

在指定命名空间导入文件

2.子级标签

  • env 环境变量设置
  • arg 将参数传递给被包含的文件

4.2.4 remap标签

用于话题重命名

1.属性

  • from="xxx"

原始话题名称

  • to=”yyy”

目标名称

2.子级标签

无

4.2.5 param标签

param标签主要用于在参数服务器上设置参数，参数源可以在标签中通过 value 指定，也可以通过外部文件加载，param在node标签中时被视为私有。

1.属性

  • name="命名空间/参数名"

参数名称，可以包含命名空间

  • value="xxx" (可选)

定义参数值，如果此处省略，必须指定外部文件作为参数源

  • type="str | int | double | bool | yaml" (可选)

指定参数类型，如果未指定，roslaunch 会尝试确定参数类型，规则如下:

  1. 如果包含 ‘.’ 的数字解析未浮点型，否则为整型
  2. “true” 和 “false” 是 bool 值(不区分大小写)
  3. 其他是字符串

2.子级标签

无

4.2.6 rosparam标签

rosparam标签可以从 YAML 文件导入参数，或将参数导出到 YAML 文件，也可以用来删除参数， rosparam标签在node标签中时被视为私有。

1.属性

  • command="load | dump | delete" (可选，默认 load)"

加载、导出或删除参数

  • file="$(find xxxxx)/xxx/yyy...."

加载或导出到的 yaml 文件

  • param="参数名称"
  • ns="命名空间" (可选)

2.子级标签

无

4.2.7 group标签

标签可以对节点分组，具有 ns 属性，可以让节点归属某个命名空间

1.属性

  • ns="命名空间" (可选)
  • clear_params="true | false" (可选)

启动前，是否删除组名称空间的所有参数(慎用….此功能危险)

2.子级标签

除了launch 标签外的其他标签

4.2.8 arg标签

标签是用于动态传参，类似于函数的参数，可以增强launch文件的灵活性

1.属性

  • name="参数名称"
  • default="默认值" (可选)
  • value="数值" (可选)

不可以与 default 并存

  • doc="描述"

参数说明

2.子级标签

无

3.示例

launch文件传参语法实现hello.launch

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<launch>
	<arg name="xxx" />
	<param name="param" value="$(arg xxx)" />
</launch>

命令行调用launch传参

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roslaunch hello.launch xxx:=值

4.3 ROS节点运行管理文件

所谓工作空间覆盖，是指不同工作空间中，存在重名的功能包的情形。

ROS 开发中，会自定义工作空间且自定义工作空间可以同时存在多个，可能会出现一种情况: 虽 然特定工作空间内的功能包不能重名，但是自定义工作空间的功能包与内置的功能包可以重名或 者不同的自定义的工作空间中也可以出现重名的功能包，那么调用该名称功能包时，会调用哪一 个呢？比如：自定义工作空间A存在功能包 turtlesim，自定义工作空间B也存在功能包 turtlesim， 当然系统内置空间也存在turtlesim，如果调用turtlesim包，会调用哪个工作空间中的呢？

实现

0.新建工作空间A与工作空间B，两个工作空间中都创建功能包: turtlesim。

1.在 ~/.bashrc 文件下追加当前工作空间的 bash 格式如下

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source /home/用户/路径/工作空间A/devel/setup.bash
source /home/用户/路径/工作空间B/devel/setup.bash

2.新开命令行: source .bashrc 加载环境变量

3.查看ROS环境环境变量 echo $ROS_PACKAGE_PATH

结果:自定义工作空间B:自定义空间A:系统内置空间

4.调用命令: roscd turtlesim 会进入自定义工作空间B

原因

ROS 会解析 .bashrc 文件，并生成 ROS_PACKAGE_PATH ROS包路径，该变量中按照 .bashrc 中配 置设置工作空间优先级，在设置时需要遵循一定的原则:ROS_PACKAGE_PATH 中的值，和 .bashrc 的 配置顺序相反—>后配置的优先级更高，如果更改自定义空间A与自定义空间B的source顺序，那么调用 时，将进入工作空间A。

结论

功能包重名时，会按照 ROS_PACKAGE_PATH 查找，配置在前的会优先执行。

隐患

存在安全隐患，比如当前工作空间B优先级更高，意味着当程序调用 turtlesim 时，不会调用工作空间A 也不会调用系统内置的 turtlesim，如果工作空间A在实现时有其他功能包依赖于自身的 turtlesim，而按 照ROS工作空间覆盖的涉及原则，那么实际执行时将会调用工作空间B的turtlesim，从而导致执行异常，出现安全隐患。

BUG 说明:

当在 .bashrc 文件中 source 多个工作空间后，可能出现的情况，在 ROS PACKAGE PATH 中只包含两个工作空间，可以删除自定义工作空间的 build 与 devel 目录，重新 catkin_make，然后重新载入 .bashrc 文件，问题解决。

4.4 ROS节点名称重名

场景:ROS 中创建的节点是有名称的，C++初始化节点时通过 API: ros::init(argc,argv,”xxxx”); 来定义节点名称，在Python中初始化节点则通过 rospy.init_node(“yyyy”) 来定义节点名称。在ROS的网络拓扑中，是不可以出现重名的节点 的，因为假设可以重名存在，那么调用时会产生混淆，这也就意味着，不可以启动重名节点或者 同一个节点启动多次，的确，在ROS中如果启动重名节点的话，之前已经存在的节点会被直接关 闭，但是如果有这种需求的话，怎么优化呢？

在ROS中给出的解决策略是使用命名空间或名称重映射。

命名空间就是为名称添加前缀，名称重映射是为名称起别名。这两种策略都可以解决节点重名问题，两 种策略的实现途径有多种:

  • rosrun命令
  • launch文件
  • 编码实现

以上三种途径都可以通过命名空间或名称重映射的方式，来避免节点重名，本节将对三者的使用逐一演示，三者要实现的需求类似。

案例

启动两个 turtlesim_node 节点，当然如果直接打开两个终端，直接启动，那么第一次启动的节点会关 闭，并给出提示:

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[ WARN] [1578812836.351049332]: Shutdown request received.
[ WARN] [1578812836.351207362]: Reason given for shutdown: [new node registered with same name]

因为两个节点不能重名，接下来将会介绍解决重名问题的多种方案。

4.4.1 rosrun设置命名空间与重映射

1. rosrun设置命名空间

1.1 设置命名空间演示

语法: rosrun 包名 节点名 __ns:=新名称

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rosrun turtlesim turtlesim_node __ns:=xxx
rosrun turtlesim turtlesim_node __ns:=yyy

两个节点都可以正常运行。

1.2 运行结果

rosnode list 查看节点信息,显示结果:

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/xxx/turtlesim
/yyy/turtlesim

2. rosrun名称重映射

2.1 为节点起别名

语法: rosrun 包名 节点名 __name:=新名称

1
rosrun turtlesim  turtlesim_node __name:=t1 |  rosrun turtlesim   turtlesim_node /turtlesim:=t1(不适用于python)
1
rosrun turtlesim  turtlesim_node __name:=t2 |  rosrun turtlesim   turtlesim_node /turtlesim:=t2(不适用于python)

两个节点都可以运行

2.2 运行结果

rosnode list查看节点信息,显示结果:

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/t1
/t2

3. rosrun命名空间与名称重映射叠加

3.1 设置命名空间同时名称重映射

语法: rosrun 包名 节点名 __ns:=新名称 __name:=新名称

1
rosrun turtlesim turtlesim_node __ns:=/xxx __name:=tn
3.2 运行结果

rosnode list 查看节点信息,显示结果:

1
/xxx/tn

使用环境变量也可以设置命名空间,启动节点前在终端键入如下命令: export ROS_NAMESPACE=xxxx

4.4.2 launch文件设置命名空间与重映射

介绍 launch 文件的使用语法时，在 node 标签中有两个属性: name 和 ns，二者分别是用于实现名称重 映射与命名空间设置的。使用launch文件设置命名空间与名称重映射也比较简单。

1.launch文件

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<launch>
 <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t1" />
 <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t2" />
 <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t1" ns="hello"/>
</launch>

在 node 标签中，name 属性是必须的，ns 可选。

2.运行

rosnode list 查看节点信息,显示结果:

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/t1
/t2
/t1/hello

4.4.3 编码设置命名空间与重映射

如果自定义节点实现，那么可以更灵活的设置命名空间与重映射实现。

1.C++重映射

1.1 名称别名设置
1
ros::init(argc,argv,"zhangsan",ros::init_options::AnonymousName);
1.2 执行

会在名称后面添加时间戳。

2.C++命名空间

2.1 命名空间设置
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std::map map;
map["__ns"] = "xxxx";
ros::init(map,"wangqiang");
2.2 执行

节点名称设置了命名空间。

3.Python重映射

3.1 名称别名设置
1
rospy.init_node("lisi",anonymous=True)
3.2 执行

会在节点名称后缀时间戳。

4.5 ROS话题名称设置

在ROS中节点名称可能出现重名的情况，同理话题名称也可能重名。

在 ROS 中节点终端，不同的节点之间通信都依赖于话题，话题名称也可能出现重复的情况，这种 情况下，系统虽然不会抛出异常，但是可能导致订阅的消息非预期的，从而导致节点运行异常。 这种情况下需要将两个节点的话题名称由相同修改为不同。

又或者，两个节点是可以通信的，两个节点之间使用了相同的消息类型，但是由于，话题名称不 同，导致通信失败。这种情况下需要将两个节点的话题名称由不同修改为相同。

在实际应用中，按照逻辑，有些时候可能需要将相同的话题名称设置为不同，也有可能将不同的话题名 设置为相同。在ROS中给出的解决策略与节点名称重命类似，也是使用名称重映射或为名称添加前缀。 根据前缀不同，有全局、相对、和私有三种类型之分。

  • 全局(参数名称直接参考ROS系统，与节点命名空间平级)
  • 相对(参数名称参考的是节点的命名空间，与节点名称平级)
  • 私有(参数名称参考节点名称，是节点名称的子级)

名称重映射是为名称起别名，为名称添加前缀，该实现比节点重名更复杂些，不单是使用命名空间作为 前缀、还可以使用节点名称最为前缀。两种策略的实现途径有多种:

  • rosrun 命令
  • launch 文件
  • 编码实现

本节将对三者的使用逐一演示，三者要实现的需求类似。

案例

在ROS中提供了一个比较好用的键盘控制功能包: ros-noetic-teleop-twist-keyboard，该功能包，可以控 制机器人的运动，作用类似于乌龟的键盘控制节点，可以使用 sudo apt install ros-noetic-teleop-twist keyboard 来安装该功能包，然后执行: rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py，在启动乌龟显示节点，不过此时前者不能控制乌龟运动，因为，二者使用的话题名称不同，前者使用的是/cmd_vel 话题，后者使用的是 /turtle1/cmd_vel话题。需要将话题名称修改为一致，才能使用，如何实现？

4.5.1 rosrun设置话题重映射

rosrun名称重映射语法:rosrun 包名 节点名 话题名:=新话题名称

实现teleop_twist_keyboard与乌龟显示节点通信方案由两种：

1.方案1

将 teleop_twist_keyboard 节点的话题设置为 /turtle1/cmd_vel

启动键盘控制节点:

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rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py /cmd_vel:=/
turtle1/cmd_vel

启动乌龟显示节点: 

1
rosrun turtlesim turtlesim_node

2.方案2

将乌龟显示节点的话题设置为 /cmd_vel

启动键盘控制节点: 

1
rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py

启动乌龟显示节点: 

1
rosrun turtlesim turtlesim_node /turtle1/cmd_vel:=/cmd_vel

4.5.2 lanch文件设置话题重映射

1.方案1：

将 teleop_twist_keyboard 节点的话题设置为 /turtle1/cmd_vel 

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<launch>
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t1" />
    <node pkg="teleop_twist_keyboard" type="teleop_twist_keyboard.py" name="key">
        <remap from="/cmd_vel" to="/turtle1/cmd_vel" />
    </node>
</launch>

2.方案2：

将乌龟显示节点的话题设置为/cmd_vel 

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<launch>
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t1" />
    	<remap from="/turtle1/cmd_vel" to="/cmd_vel" />
    </node>
    <node pkg="teleop_twist_keyboard" type="teleop_twist_keyboard.py" name="key">
</launch>

4.5.3 编码设置话题名称

话题的名称与节点的命名空间、节点的名称是有一定关系的，话题名称大致可以分为三种类型:

  • 全局(话题参考ROS系统，与节点命名空间平级)
  • 相对(话题参考的是节点的命名空间，与节点名称平级)
  • 私有(话题参考节点名称，是节点名称的子级)

结合编码演示具体关系。

1.C++实现

演示准备:

1.初始化节点设置一个节点名称 ros::init(argc,argv,”hello”)

2.设置不同类型的话题

3.启动节点时，传递一个 __ns:= xxx

4.节点启动后，使用 rostopic 查看话题信息

1.1 全局名称

格式以 / 开头的名称，和节点名称无关

比如:/xxx/yyy/zzz

示例1: 

1
ros::Publisher pub = nh.advertise("/chatter",1000);

结果: /chatter

示例2:

1
ros::Publisher pub = nh.advertise("/chatter/money",1000);

结果:/chatter/money

1.2 相对名称

格式:非 / 开头的名称,参考命名空间(与节点名称平级)来确定话题名称

示例1:

1
ros::Publisher pub = nh.advertise("chatter",1000);

结果:xxx/chatter

示例2:

1
ros::Publisher pub = nh.advertise("chatter/money",1000);

结果:xxx/chatter/money

1.3 私有名称

格式:以 ~ 开头的名称

示例1:

1
2
ros::NodeHandle nh("~"); 
ros::Publisher pub = nh.advertise("chatter",1000);

结果:/xxx/hello/chatter

示例2:

1
2
ros::NodeHandle nh("~"); 
ros::Publisher pub = nh.advertise("chatter/money",1000);

结果:/xxx/hello/chatter/money

PS:当使用 ~ ,而话题名称有时 / 开头时，那么话题名称是绝对的

示例3:

1
2
ros::NodeHandle nh("~");
ros::Publisher pub = nh.advertise("/chatter/money",1000);

结果:/chatter/money

2.Python实现

演示准备:

1.初始化节点设置一个节点名称 rospy.init_node(“hello”)

2.设置不同类型的话题

3.启动节点时，传递一个 __ns:= xxx

4.节点启动后，使用 rostopic 查看话题信息

2.1 全局名称

格式以 / 开头的名称，和节点名称无关

示例1:

1
pub = rospy.Publisher("/chatter",String,queue_size=1000)

结果:/chatter

示例2:

1
pub = rospy.Publisher("/chatter/money",String,queue_size=1000)

结果:/chatter/money

2.2 相对名称

格式非 / 开头的名称,参考命名空间(与节点名称平级)来确定话题名称

示例1:

1
pub = rospy.Publisher("chatter",String,queue_size=1000)

结果:xxx/chatter

示例2:

1
pub = rospy.Publisher("chatter/money",String,queue_size=1000)

结果:xxx/chatter/money

2.3 私有名称

格式以 ~ 开头的名称

示例1:

1
pub = rospy.Publisher("~chatter",String,queue_size=1000)

结果:/xxx/hello/chatter

示例2: 

1
pub = rospy.Publisher("~chatter/money",String,queue_size=1000)

结果:/xxx/hello/chatter/money

4.6 ROS参数名称设置

在ROS中节点名称话题名称可能出现重名的情况，同理参数名称也可能重名。

当参数名称重名时，那么就会产生覆盖，如何避免这种情况？

关于参数重名的处理，没有重映射实现，为了尽量的避免参数重名，都是使用为参数名添加前缀的方式，实现类似于话题名称，有全局、相对、和私有三种类型之分。

  • 全局(参数名称直接参考ROS系统，与节点命名空间平级)
  • 相对(参数名称参考的是节点的命名空间，与节点名称平级)
  • 私有(参数名称参考节点名称，是节点名称的子级)

设置参数的方式也有三种:

  • rosrun 命令
  • launch 文件
  • 编码实现

三种设置方式前面都已经有所涉及，但是之前没有涉及命名问题，本节将对三者命名的设置逐一演示。

案例

启动节点时，为参数服务器添加参数(需要注意参数名称设置)。

4.6.1 rosrun设置参数

rosrun 在启动节点时，也可以设置参数。

语法：rosrun 包名 节点名称 _参数名:=参数值

1.设置参数

启动乌龟显示节点，并设置参数 A = 100

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rosrun turtlesim turtlesim_node _A:=100

2.运行

rosparam list 查看节点信息,显示结果: 

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/turtlesim/A 
/turtlesim/background_b 
/turtlesim/background_g 
/turtlesim/background_r

结果显示，参数A前缀节点名称，也就是说rosrun执行设置参数参数名使用的是私有模式。

4.6.2 lanch文件设置参数

通过 launch 文件设置参数的方式前面已经介绍过了，可以在 node 标签外，或 node 标签中通过 param 或 rosparam 来设置参数。在 node 标签外设置的参数是全局性质的，参考的是 / ，在 node 标签中设置的参数是私有性质的，参考的是 /命名空间/节点名称。

1.设置参数

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<launch>
 <param name="p1" value="100" />
 <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t1">
 	<param name="p2" value="100" />
 </node>
</launch>

2.运行

rosparam list 查看节点信息,显示结果: 

1
2
/p1 
/t1/p1

运行结果与预期一致。

4.6.3 编码设置参数

编码的方式可以更方便的设置:全局、相对与私有参数。

1.C++实现

在 C++ 中，可以使用 ros::param 或者 ros::NodeHandle 来设置参数。

1.1 ros::param

设置参数调用API是ros::param::set，该函数中，参数1传入参数名称，参数2是传入参数值，参数1中参 数名称设置时，如果以 / 开头，那么就是全局参数，如果以 ~ 开头，那么就是私有参数，既不以 / 也不 以 ~ 开头，那么就是相对参数。代码示例:

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ros::param::set("/set_A",100); //全局,和命名空间以及节点名称无关
ros::param::set("set_B",100); //相对,参考命名空间
ros::param::set("~set_C",100); //私有,参考命名空间与节点名称

运行时，假设设置的 namespace 为 xxx，节点名称为 yyy，使用 rosparam list 查看:

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2
3
/set_A
/xxx/set_B
/xxx/yyy/set_C
1.2 ros::NodeHandle设置参数

设置参数时，首先需要创建 NodeHandle 对象，然后调用该对象的 setParam 函数，该函数参数1为参 数名，参数2为要设置的参数值，如果参数名以 / 开头，那么就是全局参数，如果参数名不以 / 开头，那 么，该参数是相对参数还是私有参数与NodeHandle 对象有关，如果NodeHandle 对象创建时如果是调 用的默认的无参构造，那么该参数是相对参数，如果NodeHandle 对象创建时是使用: ros::NodeHandle nh(“~”)，那么该参数就是私有参数。代码示例:

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ros::NodeHandle nh;
nh.setParam("/nh_A",100); //全局,和命名空间以及节点名称无关
nh.setParam("nh_B",100); //相对,参考命名空间
ros::NodeHandle nh_private("~");
nh_private.setParam("nh_C",100);//私有,参考命名空间与节点名称

运行时，假设设置的 namespace 为 xxx，节点名称为 yyy，使用 rosparam list 查看:

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/nh_A
/xxx/nh_B
/xxx/yyy/nh_C

2.Python实现

python 中关于参数设置的语法实现比 C++ 简洁一些，调用的API时 rospy.set_param，该函数中，参数1传入参数名称，参数2是传入参数值，参数1中参数名称设置时，如果以 / 开头，那么就是全局参数， 如果以 ~ 开头，那么就是私有参数，既不以 / 也不以 ~ 开头，那么就是相对参数。代码示例:

1
2
3
rospy.set_param("/py_A",100)  #全局,和命名空间以及节点名称无关
rospy.set_param("py_B",100)  #相对,参考命名空间
rospy.set_param("~py_C",100)  #私有,参考命名空间与节点名称

运行时，假设设置的 namespace 为 xxx，节点名称为 yyy，使用 rosparam list 查看:

1
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/py_A
/xxx/py_B
/xxx/yyy/py_C

4.7 ROS分布式通信

ROS是一个分布式计算环境。一个运行中的ROS系统可以包含分布在多台计算机上多个节点。根据系统的配置方式，任何节点可能随时需要与任何其他节点进行通信。

因此，ROS对网络配置有某些要求：

  • 所有端口上的所有机器之间必须有完整的双向连接。
  • 每台计算机必须通过所有其他计算机都可以解析的名称来公告自己。

实现

1.准备

先要保证不同计算机处于同一网络中，最好分别设置固定IP，如果为虚拟机，需要将网络适配器改为桥接模式；

2.配置文件修改

分别修改不同计算机的 /etc/hosts 文件，在该文件中加入对方的IP地址和计算机名:

主机端:

1
从机的IP    从机计算机名

从机端:

1
主机的IP    主机计算机名

设置完毕，可以通过 ping 命令测试网络通信是否正常。

IP地址查看名: ifconfig

计算机名称查看: hostname

3.配置主机IP

配置主机的 IP 地址

~/.bashrc 追加

1
2
export ROS_MASTER_URI=http://主机IP:11311
export ROS_HOSTNAME=主机IP

4.配置从机IP

配置从机的 IP 地址，从机可以有多台，每台都做如下设置:

~/.bashrc 追加

1
2
export ROS_MASTER_URI=http://主机IP:11311
export ROS_HOSTNAME=从机IP

5.测试

1.主机启动 roscore(必须)

2.主机启动订阅节点，从机启动发布节点，测试通信是否正常

3.反向测试，主机启动发布节点，从机启动订阅节点，测试通信是否正常