ROS的计算图源命名
目录
- 一、命名规则
- 二、名称空间
- 三、名称解析
- 四、节点名称重映射
- 五、话题/服务名称重映射
一、命名规则
ROS中的节点、参数、话题和服务统称为计算图源，其命名方式采用灵活的分层结构，便于在复杂的系统中集成和复用。以下是一些命名的示例：
/foo
/stanford/robot/name
/mq/node1
一个有效的命名应该具备以下特点：
1）首字符必须是字母（［a-z|A-Z］）、波浪线（~）或者左斜杠（/）。
2）后续字符可以是字母或数字（［0-9|a-z|A-Z］）、下划线（_）或者左斜杠（/）。
二、名称空间
计算图源命名是ROS封装的一种重要机制。每个资源都定义在一个名称空间内，该名称空间内还可以创建更多资源。但是处于不同名称空间内的资源不仅可以在所处名称空间内使用，还可以在全局范围内访问。这种命名机制可以有效避免不同名称空间内的命名冲突。
ROS提供以下几种设置名称空间的方法：
- 1）通过编码设置命令参数。调用
ros::init()的ROS程序会接收名为__ns的命令行参数，可以为程序设置默认的名称空间，如下：
std::map<std::string, std::string> map;
map["__ns"] = "namespace";
ros::init(map, "namespace_learning");
- 2）在launch文件中设置。在launch文件中可通过设置
ns参数来确定默认名称空间：
<node pkg="package_name " type="file_name" name="node_name" ns="space_name" />
- 3）命令行中，使用
rosrun命令参数__ns:=/xxx来指定名称空间：
rosrun package_name file_name __ns:=/new_namespace
- 4）使用环境变量设置。也可以在执行ROS程序的终端中设置默认名称空间的环境变量：
export ROS_NAMESPACE=default-namespace
三、名称解析
计算图源的名称可以分为以下四种，
- 1）基础（base）名称，例如：name。
- 2）全局（global）名称，例如：/global/name。
- 3）相对（relative）名称，例如：relative/name。
- 4）私有（private）名称，例如：~private/name。
基础名称： 用来描述资源本身，可以看作相对名称的一个子类，上述示例中的name就是一个基础名称。
全局名称： 首字符是左斜杠（/）的名称，由左斜杠分开一系列名称空间，示例中的名称空间为 global。全局名称之所以称为全局，是因为它的解析度最高，可以在全局范围内直接访问。
但是在系统中全局名称越少越好，因为过多的全局名称会直接影响功能包的可移植性。
相对名称： 全局名称需要列出所有名称空间，在名称空间繁多的复杂系统中使用较为不便，所以可以使用相对名称代替。相对名称由ROS提供默认的名称空间，不需要带有开头的左斜杠。
例如在默认名称空间 /relative 内使用相对名称 name，解析到全局名称为 /relative/name。
相比全局名称，相对名称具备良好的移植性，用户可以直接将一个相对命名的节点移植到其他名称空间内，有效防止命名冲突。
私有名称： 是一个节点内部私有的资源名称，只会在节点内部使用。私有名称以波浪线 ~ 开始，与相对名称一样，其并不包含本身所在的名称空间，需要ROS为其解析；但不同的是，私有名称并不使用当前默认名称空间，而是用节点的全局名称作为名称空间。
例如有一个节点的全局名称是 /sim1/pubvel，其中的私有名称 ~max_vel 解析成全局名称即为 /sim1/pubvel/max_vel。
总结命名解析方式如下表：
| 节点 | 名称空间 | 相对名称 | 全局名称 | 私有名称 |
|---|---|---|---|---|
| /node1 | / | bar -> /bar | /bar -> /bar | ~bar -> /node1/bar |
| /mq/node2 | /mq | bar -> /mq/bar | /bar -> /bar | ~bar -> /mq/node2/bar |
| /mq/node3 | /mq | foo/bar -> /mq/foo/bar | /foo/bar -> /foo/bar | ~foo/bar -> /mq/node3/foo/bar |
四、节点名称重映射
所有ROS节点内的资源名称都可以在节点启动时进行重映射。ROS这一强大的特性甚至可以支持我们同时打开多个相同的节点，而不会发生命名冲突。
与名称空间类似，ROS也为名称的设置提供了几种方法：
-
1）编码方式。
- C++实现
// 指定重映射名称 std::map<std::string, std::string> map; map["__name"] = "new_name"; ros::init(map, "namespace_learning"); // 随机重映射名称，会在原有名称后面加时间戳 ros::init(argc, argv, "namespace_learning", ros::init_options::AnonymousName);- Python实现
rospy.init_node("namespace_learning", anonymous=True) -
2）
rosrun命令行在节点启动时可以使用如下方式重映射命名：
rosrun package_name file_name __name:=new_node_name 或 注意该方法不止会重映射节点名称，如有old_name名称的topic或service，也会被重映射 rosrun package_name file_name old_name:=new_node_name -
3）在launch文件中设置
在launch文件中可通过设置
name参数来设置节点名称：<node pkg="package_name" type="file_name" name="new_node_name" />
五、话题/服务名称重映射
对于话题和服务，通过编码只能设置名称，不能对名称重映射。
上文提到过，通过 rosrun 可以对话题和服务名称重映射：
rosrun package_name node_name old_name:=new_node_name
通过 launch 文件也可以对话题和服务名称重映射：
<node pkg="package_name" type="file_name" name="node_name">
<remap from="old_name" to="new_name" />
node>
注意，同一节点中，如果有相同名字的话题和服务，以上方法会同时对他们的名称重映射。