第 4 章 ROS参数名称设置及分布式通信(自学二刷笔记)

时间：2024-04-15 19:18:37

重要参考：

课程链接:https://www.bilibili.com/video/BV1Ci4y1L7ZZ

讲义链接:Introduction · Autolabor-ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》零基础教程

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

rosrun turtlesim turtlesim_node _A:=100
2. 运行

rosparam list查看节点信息，显示结果：

/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 launch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

以 param 标签为例，设置参数

<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：

/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

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：

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：

/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：

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：

/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：

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：

/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：

从机的IP    从机计算机名

从机端：

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

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

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

 

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