目录
- 一、ROS2参数概念
- 二、命令行设置参数
- 2.1 启动小海龟仿真器
- 2.2 查看系统中的参数列表
- 2.3 获取参数值
- 2.4 设置参数值
- 2.5 保存参数
- 2.6 加载参数文件
- 三、启动节点并加载参数
- 3.1 以命令行方式加载参数文件
- 3.2 以launch文件的形式
- 四、动态参数配置（GUI）
- 4.1 rqt动态参数配置界面
- 4.2 节点内获取动态参数的代码
- 五、编写可配置参数的节点
- 5.1 C++代码
- 5.2 python代码
- 六、监控ROS2参数的动态变化
- 6.1 示例代码
- 6.2 代码解析
一、ROS2参数概念
ROS2的参数是由Service构建出来，因为ROS2 中没有ROS master，也就没有参数服务器。
ROS2不再有全局参数，每个参数都特定于一个节点，每个节点声明和管理自己的参数，这些参数在节点被杀死时被销毁。
当启动一个节点时，该节点会创建一些 ROS2 Service，通过这些Service从终端或其他节点与这个节点的参数进行交互，这个节点则通过参数回调服务来修改自身的参数。
二、命令行设置参数
以小海龟仿真器为例，看看里边有哪些参数。
2.1 启动小海龟仿真器
ros2 run turtlesim turtlesim_node
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key
2.2 查看系统中的参数列表
来看看当前运行的系统中，有哪些参数：
ros2 param list
终端中可以看到，以每个节点名为命名空间，每个节点都有一些参数：
turtlesim节点中有三个rgb参数，可以用来设置海龟仿真器的背景颜色。
2.3 获取参数值
在以上列表中，如果我们想查看某个参数的值，就可以这样来操作：
ros2 param get
比如看下背景颜色中的g值：
ros2 param get /turtlesim background_g
可以看到如下反馈，是一个整型数：
2.4 设置参数值
除了查看参数值之外，还可以通过命令行设置某一个参数的值：
ros2 param set
比如修改仿真器背景色中的r值为150：
ros2 param set /turtlesim background_r 150
终端中会看到设置成功的日志：
仿真器的背景也很快变色了：
这种方式只能修改一次参数值，下次重新启动就失效了，如果要下次继续生效，就得保存参数了。
2.5 保存参数
我们可以使用dump命令来保存节点所有的参数到文件中：
ros2 param dump
比如保存turtlesim节点的参数：
ros2 param dump /turtlesim
终端中可以看到保存成功的提示：
很快就可以在你运行终端的路径下看到保存好的文件啦，打开之后的内容如下：
2.6 加载参数文件
保存好的参数文件可以在下次启动时加载使用：
ros2 run
关掉已经在运行的海龟仿真器，重新启动来加载在启动海龟仿真器时，前边的命令不变，但是后边需要加上ros-args和--params-file配置：
ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args --params-file ./turtlesim.yaml
海龟仿真器又启动啦，这回背景是不是变成了之前修改的颜色。 这就是ROS2中的参数，我们可以通过命令行get或set参数值，还可以利用文件保存和加载参数。
三、启动节点并加载参数
3.1 以命令行方式加载参数文件
让节点加载参数文件
ros2 run
例如：
ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args --params-file ./turtlesim.yaml
3.2 以launch文件的形式
tb3_param_dir = LaunchConfiguration(
'tb3_param_dir',
default=os.path.join(
get_package_share_directory('turtlebot3_bringup'),
'param',
TURTLEBOT3_MODEL + '.yaml'))
Node(
package='turtlebot3_node',
executable='turtlebot3_ros',
parameters=[tb3_param_dir],
arguments=['-i', usb_port],
output='screen')
四、动态参数配置（GUI）
4.1 rqt动态参数配置界面
动态参数配置主要通过rqt来实现。
rqt->Plugins->Configuration->Dynamic Reconfigure
修改了参数后会立即生效。具体的实现流程是，参数变化后产生参数事件，触发回调函数。在回调函数中将新的参数赋值给变量。
4.2 节点内获取动态参数的代码
以下为GUI动态参数配置对应执行的代码：
// Subscription for parameter change
rclcpp::AsyncParametersClient::SharedPtr parameters_client_;
rclcpp::Subscription::SharedPtr parameter_event_sub_;
// Setup callback for changes to parameters.
parameters_client_ = std::make_shared(
node->get_node_base_interface(),
node->get_node_topics_interface(),
node->get_node_graph_interface(),
node->get_node_services_interface());
//register callback function
parameter_event_sub_ = parameters_client_->on_parameter_event(std::bind(&TurtlesimController::on_parameter_event_callback, this, std::placeholders::_1));
//callback function
void TurtlesimController::on_parameter_event_callback(const rcl_interfaces::msg::ParameterEvent::SharedPtr event)
{
std::lock_guard l(config_mutex_);
for (auto & changed_parameter : event->changed_parameters) {
const auto & type = changed_parameter.value.type;
const auto & name = changed_parameter.name;
const auto & value = changed_parameter.value;
if (type == rcl_interfaces::msg::ParameterType::PARAMETER_DOUBLE) {
// Trajectory
if (name == "walk_distance") {
walk_distance_ = value.double_value;
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "update walk_distance: %.3f ", walk_distance_);
}
}
else if(type == rcl_interfaces::msg::ParameterType::PARAMETER_INTEGER)
{
if (name == "execute_frequency") {
execute_frequency_ = value.integer_value;//不会改变定时器执行频率，仅作为演示用
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "update execute_frequency: %d ", execute_frequency_);
}
}
else if (type == rcl_interfaces::msg::ParameterType::PARAMETER_BOOL)
{
if (name == "print_execute_duration") {
print_execute_duration_ = value.bool_value;
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "update print_execute_duration: %d ",print_execute_duration_);
}
}
else if (type == rcl_interfaces::msg::ParameterType::PARAMETER_STRING)
{
if (name == "show_str") {
show_str_ = value.string_value;
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "update show_str: %s ",show_str_.c_str());
}
}
}
}
ROS2的参数时基于Client/Server架构，首先声明与rqt动态参数界面交互的Client，即parameters_client_指针，然后声明参数修改事件的指针parameter_event_sub_。
rclcpp::AsyncParametersClient::SharedPtr parameters_client_;
rclcpp::Subscription::SharedPtr parameter_event_sub_;
接着为共享指针parameters_client_赋值，拿到节点资源base_interface、topics_interface、graph_interface、services_interface交互权限。
parameters_client_ = std::make_shared(
node->get_node_base_interface(),
node->get_node_topics_interface(),
node->get_node_graph_interface(),
node->get_node_services_interface());
然后通过parameters_client_指针，利用ROS2的on_parameter_event参数变化事件函数，为触发参数修改事件绑定对应的回调处理函数TurtlesimController::on_parameter_event_callback。
parameter_event_sub_ = parameters_client_->on_parameter_event(std::bind(&TurtlesimController::on_parameter_event_callback, this, std::placeholders::_1));
最后定义回调处理函数TurtlesimController::on_parameter_event_callback
void TurtlesimController::on_parameter_event_callback(const rcl_interfaces::msg::ParameterEvent::SharedPtr event)
{
****
}
在回调处理函数中，获取到的有个技巧，通过event->changed_parameters即可获取变化的参数，而无须循环所有参数列表。
for (auto & changed_parameter : event->changed_parameters) {
const auto & type = changed_parameter.value.type;
const auto & name = changed_parameter.name;
const auto & value = changed_parameter.value;
***
}
五、编写可配置参数的节点
动态参数配置与此节所述参数配置不同，前者有图形化界面，后者是通过命令发布。
5.1 C++代码
#include
#include
#include
#include
using namespace std::chrono_literals;
class ParametersClass: public rclcpp::Node
{
public:
ParametersClass()
: Node("parameter_node")
{
this->declare_parameter("my_parameter", "world");
timer_ = this->create_wall_timer(1000ms, std::bind(&ParametersClass::respond, this));
}
void respond()
{
this->get_parameter("my_parameter", parameter_string_);
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Hello %s", parameter_string_.c_str());
}
private:
std::string parameter_string_;
rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
};
int main(int argc, char** argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
rclcpp::spin(std::make_shared());
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
这段代码是ParametersClass类的构造函数，其中第一行就创建了一个ROS参数，参数名为my_parameter，参数值为“world”，数据类型是string。接下来的第二行创建了一个1s周期的定时器，触发respond函数。
ParametersClass()
: Node("parameter_node")
{
this->declare_parameter("my_parameter", "world");
timer_ = this->create_wall_timer(1000ms, std::bind(&ParametersClass::respond, this));
}
在respond函数中，第一行会查询“my_parameter”参数，并且保存在parameter_string_这个私有变量中，紧接着第二行就把查询到的参数值打印出来了。
void respond()
{
this->get_parameter("my_parameter", parameter_string_);
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Hello %s", parameter_string_.c_str());
}
5.2 python代码
ROS2参数示例-创建、读取、修改参数，param_declare.py文件。
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
import rclpy # ROS2 Python接口库
from rclpy.node import Node # ROS2 节点类
class ParameterNode(Node):
def __init__(self, name):
super().__init__(name) # ROS2节点父类初始化
self.timer = self.create_timer(2, self.timer_callback) # 创建一个定时器（单位为秒的周期，定时执行的回调函数）
self.declare_parameter('robot_name', 'mbot') # 创建一个参数，并设置参数的默认值
def timer_callback(self): # 创建定时器周期执行的回调函数
robot_name_param = self.get_parameter('robot_name').get_parameter_value().string_value # 从ROS2系统中读取参数的值
self.get_logger().info('Hello %s!' % robot_name_param) # 输出日志信息，打印读取到的参数值
new_name_param = rclpy.parameter.Parameter('robot_name', rclpy.Parameter.Type.STRING, 'mbot') # 重新将参数值设置为指定值
all_new_parameters = [new_name_param]
self.set_parameters(all_new_parameters) # 将重新创建的参数列表发送给ROS2系统
def main(args=None): # ROS2节点主入口main函数
rclpy.init(args=args) # ROS2 Python接口初始化
node = ParameterNode("param_declare") # 创建ROS2节点对象并进行初始化
rclpy.spin(node) # 循环等待ROS2退出
node.destroy_node() # 销毁节点对象
rclpy.shutdown() # 关闭ROS2 Python接口
ROS2节点创建了一个定时器，同时通过self.declare_parameter函数声明一个参数robot_name，并设置默认值为mbot，通过self.get_parameter函数获取最新的参数值，接着利用rclpy.parameter.Parameter函数设置单个参数为指定值，最后利用self.set_parameters函数通过参数列表一次设置多个参数(实际只有一个)。
完成代码的编写后需要设置功能包的编译选项，让系统知道Python程序的入口，打开功能包的setup.py文件，加入如下入口点的配置：
entry_points={
'console_scripts': [
'param_declare = learning_parameter.param_declare:main',
],
},
六、监控ROS2参数的动态变化
前述都是通过定时器定时查询参数值来发现参数是否发生变化，ROS2提供了参数的事件触发机制ParameterEventHandler， 当参数被改变后，可以通过回调函数的方式，动态发现参数修改结果。
注意：此功能目前只支持Galactic及以上的ROS2版本。
6.1 示例代码
#include
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
class SampleNodeWithParameters : public rclcpp::Node
{
public:
SampleNodeWithParameters()
: Node("node_with_parameters")
{
this->declare_parameter("an_int_param", 0);
// Create a parameter subscriber that can be used to monitor parameter changes
// (for this node's parameters as well as other nodes' parameters)
param_subscriber_ = std::make_shared(this);
// Set a callback for this node's integer parameter, "an_int_param"
auto cb = [this](const rclcpp::Parameter & p) {
RCLCPP_INFO(
this->get_logger(), "cb: Received an update to parameter \"%s\" of type %s: \"%ld\"",
p.get_name().c_str(),
p.get_type_name().c_str(),
p.as_int());
};
cb_handle_ = param_subscriber_->add_parameter_callback("an_int_param", cb);
}
private:
std::shared_ptr param_subscriber_;
std::shared_ptr cb_handle_;
};
int main(int argc, char ** argv)
{
rclcpp::init(argc, argv);
rclcpp::spin(std::make_shared());
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
6.2 代码解析
ParameterEventHandler类，就是在rclcpp/rclcpp.hpp中定义的。
SampleNodeWithParameters()
: Node("node_with_parameters")
{
this->declare_parameter("an_int_param", 0);
// Create a parameter subscriber that can be used to monitor parameter changes
// (for this node's parameters as well as other nodes' parameters)
param_subscriber_ = std::make_shared(this);
// Set a callback for this node's integer parameter, "an_int_param"
auto cb = [this](const rclcpp::Parameter & p) {
RCLCPP_INFO(
this->get_logger(), "cb: Received an update to parameter \"%s\" of type %s: \"%ld\"",
p.get_name().c_str(),
p.get_type_name().c_str(),
p.as_int());
};
cb_handle_ = param_subscriber_->add_parameter_callback("an_int_param", cb);
}
在SampleNodeWithParameters类的构造函数中，声明了一个整型数参数an_int_param，参数值默认是0，然后创建了ParameterEventHandler实例，用于监控参数的变化。最后创建了一个lambda函数，并设置为参数变化时的回调函数。
参考：
[ROS2基础]参数和动作
古月居理解参数：https://www.guyuehome.com/10864
动态参数监控，https://www.guyuehome.com/35373