ROS学习笔记（十五）- 记录和回放数据

这个教程要学习的是怎么从一个运行的ROS系统中记录一些数据存放在.bag文件中，之后再回放这些数据制造一个相似的行为

1 记录数据（创建一个bag文件）

这一节会讲怎么从一个运行的ROS系统中记录topic的数据。topic的数据会被累计存储在一个bag文件中。
首先，执行以下三条命令：

roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node 
rosrun turtlesim turtle_teleop_key

这就是之前的小海龟和键盘控制的两个node。

1.1 记录所有发布的topic

首先让我们列举出所有正在被发布消息的topic，打开一个新窗口，输入：
rostopic list -v
你将会看到如下内容：

Published topics:
 * /turtle1/color_sensor [turtlesim/Color] 1 publisher
 * /turtle1/cmd_vel [geometry_msgs/Twist] 1 publisher
 * /rosout [rosgraph_msgs/Log] 3 publishers
 * /rosout_agg [rosgraph_msgs/Log] 1 publisher
 * /turtle1/pose [turtlesim/Pose] 1 publisher

Subscribed topics:
 * /turtle1/cmd_vel [geometry_msgs/Twist] 1 subscriber
 * /rosout [rosgraph_msgs/Log] 1 subscriber

列表中，只有publish topic才能被记录下来，换句话说，只有推送的message才能被记录。topic /turtle1/cmd_vel 是teleop_turtle 推送的命令消息，作为turtlesim 进程的输入，messages /turtle1/color_sensor 和 /turtle1/pose 是输出。
现在我们就要记录推送数据了，打开一个新窗口运行以下指令：

mkdir ~/bagfiles
cd ~/bagfiles
rosbag record -a

这里我们建立了一个临时文件夹去记录数据，然后运行rosbag record ，并加上a选项，指定将所有发布的topic数据都累加记录下来。
回到 turtle_teleop 窗口并运行小海龟10秒左右。
然后在运行rosbag的窗口Ctrl+C退出，接下来就要测试纪录的数据了。

2 检查并播放bag文件

我们可以通过rosbag info指令查看bag文件的内容，在bag文件所在的目录运行以下指令：
rosbag info
bag文件的名称是由时间、后缀等内容组成的，如：
2017-03-12-10-28-01.bag
所以我应该执行：
rosbag info 2017-03-12-10-28-01.bag
然后会看到这个：

path:        2017-03-12-10-28-01.bag
version:     2.0
duration:    12:30s (750s)
start:       Mar 12 2017 10:28:01.76 (1489285681.76)
end:         Mar 12 2017 10:40:32.22 (1489286432.22)
size:        6.2 MB
messages:    93626
compression: none [7/7 chunks]
types:       geometry_msgs/Twist [9f195f881246fdfa2798d1d3eebca84a]
             rosgraph_msgs/Log   [acffd30cd6b6de30f120938c17c593fb]
             turtlesim/Color     [353891e354491c51aabe32df673fb446]
             turtlesim/Pose      [863b248d5016ca62ea2e895ae5265cf9]
topics:      /rosout                     4 msgs    : rosgraph_msgs/Log   (2 connections)
             /turtle1/cmd_vel          122 msgs    : geometry_msgs/Twist
             /turtle1/color_sensor   46750 msgs    : turtlesim/Color    
             /turtle1/pose           46750 msgs    : turtlesim/Pose

这个会告诉我们topic的名字，类型，以及存储在这里的每个message topic的数目。
接下来我们就要回放记录了。首先关掉之前读取键盘的那个窗口，保留小海龟。
在新窗口中运行：
rosbag play
后面这个还是要填你的文件名，比如我的是这样的：

qkingros@ubuntu:~/bagfiles$ rosbag play 2017-03-12-10-28-01.bag
[ INFO] [1489299953.329543310]: Opening 2017-03-12-10-28-01.bag

Waiting 0.2 seconds after advertising topics... done.

Hit space to toggle paused, or 's' to step.
 [PAUSED]   Bag Time: 1489285990.443460   Duration: 308.684625 / 750.462410     
^C

中间按了空格键，它显示了暂停，s表示一步一步运行。需要注意的是，可能你无法观察到小海龟的运动，因为在看前面的教程时，你输入了记录的命令之后，它就开始记录了，直到你按了键盘小乌龟才开始运动，前面这段时间小海龟是不动的，建议再重新做一次观察。
其实如果一开始纪录的内容就包含了让小海龟运行的指令，而小海龟还没打开，那很可能就会错过一些。这个时候可以使用-d选项让重放延时一定时间。
如果你不想再来一遍，可以使用-s让它从某个时间点开始。如果你不知道大概要多久，你可以试一下-r，就是rate，可以加快速度播放:
rosbag play -r 2
这样的话速度会变快两倍，速度太快可能会出现轨迹都发生了变化。

3 记录一个数据的子集

当我们运行一个很复杂的系统时，把所有topic的数据存下来是不切实际的，比如摄像头，可能会产生大量的数据。我们可以有选择的存储我们感兴趣的topic数据。
首先如果小海龟和键盘检测都关掉了，重新打开他们：

rosrun turtlesim turtlesim_node 
rosrun turtlesim turtle_teleop_key

在你的bag文件所在目录，运行下面的指令：
rosbag record -O subset /turtle1/cmd_vel /turtle1/pose
这个-O高速rosbag record记录到subset.bag里面，后面的参数是让其值记录这些主题的数据。现在使用键盘让小海龟运动几秒钟，然后Ctrl+C停止记录。
现在看一下刚刚记录的bag的内容：
rosbag info subset.bag
你会看到如下内容，只记录了两个topic的内容。

path:        subset.bag
version:     2.0
duration:    22.8s
start:       Mar 12 2017 15:48:31.14 (1489304911.14)
end:         Mar 12 2017 15:48:53.97 (1489304933.97)
size:        119.6 KB
messages:    1470
compression: none [1/1 chunks]
types:       geometry_msgs/Twist [9f195f881246fdfa2798d1d3eebca84a]
             turtlesim/Pose      [863b248d5016ca62ea2e895ae5265cf9]
topics:      /turtle1/cmd_vel     42 msgs    : geometry_msgs/Twist
             /turtle1/pose      1428 msgs    : turtlesim/Pose

可以再播放一下：
rosbag play subset.bag

4 rosbag record/play的局限性

在前面我们也看到了，如果加速播放，小海龟的路径都会出现问题。因为这个只是简单的对数据的记录和回放，如果节奏发生改变，很可能会引起接收端的一些错误，它并没有与接收方进行任何的交互。就像是你说话的录音，这个录音虽然可以向别人传递消息，但是至于那个人听到了什么它是不管的。所以有可能复现不出原来的行为。