【ROS进阶】一文搞懂roscpp中的Time API和ROS的时间模式

一、ROSCPP常见的时间函数Time API

1、Time and Duration

本文总结了 roscpp 给我们提供的时间相关的操作。具体来说，roscpp 里有两种时间表示方法：时刻 (ros::Time) 和时长(ros::Duration)。其中Duration可以是负数。Time和Duration拥有一样的成员：

int32 sec
int32 nsec
float_time = sec + nsec * 10e-9 

要使用 Time 和 Duration，需要分别 #include 和 #include 。

1.1 获取当前时间

#include 
ros::Time begin=ros::Time::now();   

返回的时间为1970-01-01 0:00 至今

1.2 创建时间与时长的实例

#include 
#include 
//定义类对象
ros::Time a_little_after_the_beginning(uint32_t _sec, uint32_t _nsec)
ros::Time a_little_after_the_beginning(double t)
ros::Duration five_seconds(uint32_t _sec, uint32_t _nsec)
ros::Duration five_seconds(double t)
//_sec是秒，_nsec是纳秒
//故ros::Time a_little_after_the_beginning(0, 1000000);等价于ros::Time a_little_after_the_beginning(0.001);

1.3 转换时间、时长实例的格式

//Time转换为秒的形式
double secs =ros::Time::now().toSec();
//
ros::Duration d(0.5);
secs = d.toSec();

1.4Time与Duration运算

ros::Duration two_hours = ros::Duration(60*60) + ros::Duration(60*60);
ros::Duration one_hour = ros::Duration(2*60*60) - ros::Duration(60*60);
ros::Time tomorrow = ros::Time::now() + ros::Duration(24*60*60);
ros::Duration negative_one_day = ros::Time::now() - tomorrow;

2、Sleeping与Rate

2.1、bool ros::Duration::sleep()

roscpp中提供了两种 sleep 的方法：一是使用Duration对象，单次精准睡眠

ros::Duration(0.5).sleep(); // sleep for half a second

2.2、ros::Rate

二是使用Rate对象调整睡眠时间，考虑循环中其他任务时间，尽可能地维护循环的频率。
Rate 的功能是设定一个频率，让循环按照这个频率执行，然后通过睡眠度过一个循环中剩下的时间，来达到该设定频率，如果能够达到该设定频率则返回true，不能则返回false。

ros::Rate   r(10);//10HZ
while(ros::ok())
{
    r.sleep(); //二是用 Rate 对象调整休眠时间，考虑循环中其他任务占用的时间，确保让整个循环的频率是 10hz 
}

3、Wall Time

对于即使在模拟中运行也希望访问实际挂钟时间的情况，roslib 提供 Wall 版本，即 ros::WallTime 、 ros::WallDuration 和 ros::WallRate ，它们具有相同的接口 ros::Time 、 ros::Duration 和 ros::Rate 分别。

roscpp_overview:http://wiki.ros.org/roscpp/Overview/Time
roscpp_tutorials:http://wiki.ros.org/roscpp_tutorials/Tutorials/Timers
http://docs.ros.org/en/diamondback/api/rostime/html/classros_1_1Rate.html
CSDN：白夜行的狼https://blog.csdn.net/u013834525/article/details/83863992

二、ROS中的时间机制

ROS中的Clock机制http://wiki.ros.org/Clock

ROS中有两种常见的时间记录方式，模拟时间Simulation Time 和Wall Time。通常ROS客户端使用计算机的系统时钟作为时间源，也称为Wall Time。但是，当运行模拟或者回放数据时，通常系统系统使用模拟时钟Simulation Time。Simulation Time可以加速、减速或者逐步控制系统的感知时间。例如，如果您正在将传感器数据回放到您的系统中，您可能希望您的时间与传感器数据的时间戳相对应。

2.1、Simulation Time

1）模拟时间开关方式：

# 设置使用仿真时间
rosparam set use_sim_time true
# 取消仿真时间
rosparam set use_sim_time false

2）返回时间形式

• 如果use_sim_time=false，ros::time::now()，反馈系统时间，例如：1471868323.123456
• 如果use_sim_time=true，当你在回放一个rosbag时，ros::time::now()返回当时记录的时间，例如：1471868323.123456
• 如果use_sim_time=true，当你运行模拟器如Gazebo，ros::time::now()返回模拟器开启的时间，从零开始。例如：63.123456

2.2、Wall Time

使用ros::WallTime::now()
播放rosbag时，若参数/use_sim_time为true，则此时
ros::WallTime::now()为当前的真实时间，也就是墙上的挂钟时间，一直在走。
ros::Time::now()为rosbag当时的时间，是由bag中/clock获取的。是仿真时间。