第 10 章 动态参数(自学二刷笔记)

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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

10.2动态参数

参数服务器的数据被修改时，如果节点不重新访问，那么就不能获取修改后的数据，例如在乌龟背景色修改的案例中，先启动乌龟显示节点，然后再修改参数服务器中关于背景色设置的参数，那么窗体的背景色是不会修改的，必须要重启乌龟显示节点才能生效。而一些特殊场景下，是要求要能做到动态获取的，也即，参数一旦修改，能够通知节点参数已经修改并读取修改后的数据，比如：

机器人调试时，需要修改机器人轮廓信息(长宽高)、传感器位姿信息….，如果这些信息存储在参数服务器中，那么意味着需要重启节点，才能使更新设置生效，但是希望修改完毕之后，某些节点能够即时更新这些参数信息。

在ROS中针对这种场景已经给出的解决方案： dynamic reconfigure 动态配置参数。

动态配置参数，之所以能够实现即时更新，因为被设计成 CS 架构，客户端修改参数就是向服务器发送请求，服务器接收到请求之后，读取修改后的是参数。

概念

一种可以在运行时更新参数而无需重启节点的参数配置策略。

作用

主要应用于需要动态更新参数的场景，比如参数调试、功能切换等。典型应用：导航时参数的动态调试。

案例

编写两个节点，一个节点可以动态修改参数，另一个节点时时解析修改后的数据。

另请参考:

• dynamic_reconfigure – ROS Wiki
• dynamic_reconfigure/Tutorials – ROS Wiki

10.2.1 动态参数客户端

需求:

编写两个节点，一个节点可以动态修改参数，另一个节点时时解析修改后的数据。

客户端实现流程:

• 新建并编辑 .cfg 文件;
• 编辑CMakeLists.txt;
• 编译。

1.新建功能包

新建功能包，添加依赖：roscpp rospy std_msgs dynamic_reconfigure

2.添加.cfg文件

新建 cfg 文件夹，添加 xxx.cfg 文件(并添加可执行权限)，cfg 文件其实就是一个 python 文件，用于生成参数修改的客户端(GUI)。

#! /usr/bin/env python """ 4生成动态参数 int,double,bool,string,列表 5实现流程: 6 1.导包 7 2.创建生成器 8 3.向生成器添加若干参数 9 4.生成中间文件并退出 10 """ # 1.导包 from dynamic_reconfigure.parameter_generator_catkin import * PACKAGE = "demo02_dr" # 2.创建生成器 gen = ParameterGenerator() # 3.向生成器添加若干参数 #add(name, paramtype, level, description, default=None, min=None, max=None, edit_method="") gen.add("int_param",int_t,0,"整型参数",50,0,100) gen.add("double_param",double_t,0,"浮点参数",1.57,0,3.14) gen.add("string_param",str_t,0,"字符串参数","hello world ") gen.add("bool_param",bool_t,0,"bool参数",True) many_enum = gen.enum([gen.const("small",int_t,0,"a small size"), gen.const("mediun",int_t,1,"a medium size"), gen.const("big",int_t,2,"a big size") ],"a car size set") gen.add("list_param",int_t,0,"列表参数",0,0,2, edit_method=many_enum) # 4.生成中间文件并退出 exit(gen.generate(PACKAGE,"dr_node","dr"))

chmod +x xxx.cfg 添加权限

3.配置 CMakeLists.txt

generate_dynamic_reconfigure_options( cfg/mycar.cfg )

4.编译

编译后会生成中间文件

C++ 需要调用的头文件：

Python需要调用的文件：

10.2.2 动态参数服务端A(C++)

需求:

编写两个节点，一个节点可以动态修改参数，另一个节点时时解析修改后的数据。

服务端实现流程:

• 新建并编辑 c++ 文件;
• 编辑CMakeLists.txt;
• 编译并执行。

0.vscode配置

需要像之前自定义 msg 实现一样配置settings.json 文件，如果以前已经配置且没有变更工作空间，可以忽略，如果需要配置，配置方式与之前相同：

{ "configurations": [ { "browse": { "databaseFilename": "", "limitSymbolsToIncludedHeaders": true }, "includePath": [ "/opt/ros/noetic/include/", "/usr/include/", "/xxx/yyy工作空间/devel/include/" //配置 head 文件的路径 ], "name": "ROS", "intelliSenseMode": "gcc-x64", "compilerPath": "/usr/bin/gcc", "cStandard": "c11", "cppStandard": "c++17" } ], "version": 4 }

1.服务器代码实现

新建cpp文件，内容如下：

#include "ros/ros.h" #include "dynamic_reconfigure/server.h" #include "demo02_dr/drConfig.h" /* 动态参数服务端: 参数被修改时直接打印 实现流程: 1.包含头文件 2.初始化 ros 节点 3.创建服务器对象 4.创建回调对象(使用回调函数，打印修改后的参数) 5.服务器对象调用回调对象 6.spin() */ void cb(demo02_dr::drConfig& config, uint32_t level){ ROS_INFO("动态参数解析数据:%d,%.2f,%d,%s,%d", config.int_param, config.double_param, config.bool_param, config.string_param.c_str(), config.list_param ); } int main(int argc, char *argv[]) { setlocale(LC_ALL,""); // 2.初始化 ros 节点 ros::init(argc,argv,"dr"); // 3.创建服务器对象 dynamic_reconfigure::Server<demo02_dr::drConfig> server; // 4.创建回调对象(使用回调函数，打印修改后的参数) dynamic_reconfigure::Server<demo02_dr::drConfig>::CallbackType cbType; cbType = boost::bind(&cb,_1,_2); // 5.服务器对象调用回调对象 server.setCallback(cbType); // 6.spin() ros::spin(); return 0; }

2.编译配置文件

add_executable(demo01_dr_server src/demo01_dr_server.cpp) ... add_dependencies(demo01_dr_server ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS}) ... target_link_libraries(demo01_dr_server ${catkin_LIBRARIES} )

3.执行

先启动 roscore

启动服务端：rosrun 功能包 xxxx.py

启动客户端：rosrun rqt_gui rqt_gui -s rqt_reconfigure 或 rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

最终可以通过客户端提供的界面修改数据，并且修改完毕后，服务端会即时输出修改后的结果，最终运行结果与示例类似。

PS:ROS版本较新时，可能没有提供客户端相关的功能包导致 rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure 调用会抛出异常。

10.2.3 动态参数服务端B(Python)

需求:

编写两个节点，一个节点可以动态修改参数，另一个节点时时解析修改后的数据。

服务端实现流程:

• 新建并编辑 Python 文件;
• 编辑CMakeLists.txt;
• 编译并执行。

0.vscode配置

需要像之前自定义 msg 实现一样配置settings.json 文件，如果以前已经配置且没有变更工作空间，可以忽略，如果需要配置，配置方式与之前相同：

{ "python.autoComplete.extraPaths": [ "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages", "/xxx/yyy工作空间/devel/lib/python3/dist-packages" ] }

1.服务器代码实现

新建python文件，内容如下：

#! /usr/bin/env python import rospy from dynamic_reconfigure.server import Server from demo02_dr.cfg import drConfig """ 动态参数服务端: 参数被修改时直接打印 实现流程: 1.导包 2.初始化 ros 节点 3.创建服务对象 4.回调函数处理 5.spin """ # 回调函数 def cb(config,level): rospy.loginfo("python 动态参数服务解析:%d,%.2f,%d,%s,%d", config.int_param, config.double_param, config.bool_param, config.string_param, config.list_param ) return config if __name__ == "__main__": # 2.初始化 ros 节点 rospy.init_node("dr_p") # 3.创建服务对象 server = Server(drConfig,cb) # 4.回调函数处理 # 5.spin rospy.spin()

2.编辑配置文件

先为 Python 文件添加可执行权限：chmod +x *.py

catkin_install_python(PROGRAMS scripts/demo01_dr_server_p.py DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION} )

3.执行

先启动 roscore

启动服务端：rosrun 功能包 xxxx.py

启动客户端：rosrun rqt_gui rqt_gui -s rqt_reconfigure 或 rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

最终可以通过客户端提供的界面修改数据，并且修改完毕后，服务端会即时输出修改后的结果，最终运行结果与示例类似。

PS:ROS版本较新时，可能没有提供客户端相关的功能包导致 rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure 调用会抛出异常。