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3.3 动态重配参数

3.3.1 动态重配参数作用

参数服务器的数据被重新配置后时，如果节点不重新访问，那么就不能获取配置后的数据，针对这一特殊场景，ROS提出了动态重配参数(dynamic reconfigure)，即参数一旦修改，能够使得节点读取修改后的数据，比如：在某些GUI界面中，可以向节点查询一组可重新配置的参数，包括它们的名称、类型和范围，并向用户呈现定制的效果。

3.3.2 动态重配参数基本编程

根据官网提供的教程：

3.3.2.1 创建动态参数项目

（一）创建功能包和ROS文件夹：

1. 打开VS Code和工作空间，新建动作编程功能包并创建ROS文件夹结构。

• 1. 打开VS Code和工作空间，在工作空间catkin_ws下输入命令code .右键工作空间catkin_ws的src目录，选择create catkin package然后在VS Code的提示下输入包名dy_reconfigure，回车之后输入依赖项roscpp rospy std_msgs即可。在功能包下新建cfg文件夹和scripts文件夹。
• 2. 编写动态重配参数文件.cfg文件（类似于Python节点文件）：
     动态重配参数文件相当于一个客户端文件，文件格式类似于Python。

3.3.2.2 创建动态参数文件

2. 编写自定义动态重配参数文件myDyCfg.cfg

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

# catkin_ws/src/dy_reconfigure/cfg/myDyCfg.cfg
# 指定功能包的位置
PACKAGE = "dy_reconfigure"

# 导入包
from dynamic_reconfigure.parameter_generator_catkin import *

# 2.创建动态重配参数生成器
gen = ParameterGenerator()

# 使用方法add(name, type, level, description, default=None, min=None, max=None, edit_method="")
# name:一个字符串，用于指定应存储此参数的名称
# type:定义存储的值的类型，可以是int_t、double_t、str_t或bool_t中的任何一个
# level:A bitmask which will later be passed to the dynamic reconfigure callback.
# description:描述参数的字符串
# default:指定默认值
# min:指定最小值（可选，不适用于字符串和布尔值）
# max:指定最大值（可选，不适用于字符串和布尔值）

gen.add("myint", int_t, 0, "整形式托拉条", 50, 0, 100)

# 创建枚举类型，在rqt-gui实现下拉操作
myListobj = gen.enum([ gen.const("Small", int_t, 0, "A small constant"),
                       gen.const("Medium", int_t, 1, "A medium constant"),
                       gen.const("Large", int_t, 2, "A large constant"),
                       gen.const("ExtraLarge", int_t, 3, "An extra large constant")],
                     "An enum to set size")

gen.add("mylist", int_t, 0, "下拉式列表", 1, 0, 3, edit_method=myListobj)

# exit(gen.generate("功能包名", "节点名", "cfg文件名"))
exit(gen.generate(PACKAGE, "mydycfg_node", "myDyCfg"))

3.3.2.2 配置动态参数文件

（三）配置动态重配参数文件.cfg文件：

配置cfg文件主要包括给予cfg文件可执行权限，并且只需要在CMakeList.txt进行依赖项添加

3. 赋予cfg文件可执行权限，在功能包的cfg文件夹下，执行命令sudo chmod +x *.cfg即可。

4. 打开功能包的CMakeList.txt文件，主要修改两项

• 1. 添加编译依赖项功能包：find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS ..+ 依赖项功能包)，大约在第10行，添加dynamic_reconfigure：

# catkin_ws/src/dy_reconfigure/CMakeLists.txt
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
  dynamic_reconfigure
)

• 2. 添加自定义cfg文件：generate_dynamic_reconfigure_options (cfg/文件名)，大约在第92行，如此时的文件名为myDyCfg.cfg：

# catkin_ws/src/dy_reconfigure/CMakeLists.txt
generate_dynamic_reconfigure_options(
  cfg/myDyCfg.cfg
)

（四）编译cfg文件，查看中间文件：

5. 在工作空间下编译，此时在工作空间的devel目录会多出几个文件，如

• C++的中间文件在/home/ubuntu/catkin_ws/devel/include/功能包名/文件夹下，
• Python的中间文件在/home/ubuntu/catkin_ws/devel/lib/python2.7/dist-packages/功能包名cfg

3.3.2.3 编译C++代码作为服务端

（五）编译C++代码作为服务端：

6. 创建C++程序作为服务端，并在CMakeList.txt配置C++文件。

• 1. 创建客户端程序。创建客户端程序dyconfig_cpp.cpp。

// catkin_ws/src/dy_reconfigure/src/dyconfig_cpp.cpp
#include <ros/ros.h>
#include <dynamic_reconfigure/server.h>
#include <dy_reconfigure/myDyCfgConfig.h>

void callback(dy_reconfigure::myDyCfgConfig &config, uint32_t level) {
    ROS_INFO("终端打印输出,整型数值是 %d，下拉条层级是 %d",config.myint,config.mylist);
}

int main(int argc, char **argv) {
    setlocale(LC_ALL,"");
    ros::init(argc, argv, "dy_configure");

    dynamic_reconfigure::Server<dy_reconfigure::myDyCfgConfig> server;
    dynamic_reconfigure::Server<dy_reconfigure::myDyCfgConfig>::CallbackType f;

    f = boost::bind(&callback, _1, _2);
    server.setCallback(f);
    ros::spin();
    return 0;
}

• 2. 在CMakeList.txt文件中设置C++，主要包括三项

# catkin_ws/src/dy_reconfigure/CMakeLists.txt
add_executable(dyconfig_cpp_node src/dyconfig_cpp.cpp)

add_dependencies(dyconfig_cpp_node ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})

target_link_libraries(dyconfig_cpp_node ${catkin_LIBRARIES})

• 3. 编译运行，并且使用rqt-gui动态调整数值。启动客户端rosrun dy_reconfigure dyconfig_cpp_node，启动rqt工具实现动态重调参数rosrun rqt_gui rqt_gui -s rqt_reconfigure

3.3.2.4 编译Python代码作为服务端

（六）编译Python代码作为服务端：

7. 编写Python文件实现客户端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# catkin_ws/src/dy_reconfigure/scripts/dyconfig_py.py

import rospy
from dynamic_reconfigure.server import Server
from dy_reconfigure.cfg import myDyCfgConfig

def callback(config, level):
    rospy.loginfo("终端打印输出,整型数值是 %d，下拉条层级是 %d",config.myint,config.mylist)
    return config

if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("dynamic_myDyCfg", anonymous = False)

    srv = Server(myDyCfgConfig, callback)
    rospy.spin()

• 2. 给Python文件赋予可执行权限，在script文件夹下输入命令sudo chmod +x *.py即可赋予所有Python可执行权限。
• 3. 运行py文件，打开rqt工具

3.3.3 动态重配参数总结

查考文献：

• ROS-WIKI：dynamic_reconfigure/Tutorials

3.4 launch文件

launch文件能够在ROS中一次启动多个节点。下面主要介绍launch文件的常用启动参数和作用。

3.4.1 node标签

1. node主标签：
   启动文件的核心是启动ROS节点，采用标签定义，语法如下:

<node pkg="package-name" type="executable-name" name="node-name" />

从上面的定义规则可以看出，在启动文件中启动一个节点至少需要三个属性关键字: pkg、type和name。

• 1. pkg定义节点所在的功能包名称；
• 2. type定义节点的可执行文件名称，这两个属性等同于在终端中使用rosrun命令执行节点时的输入参数；
• 3. name属性用来定义节点运行的名称，将覆盖编程节点文件中init()赋予节点的名称。
• 4. output = "log/screen"：将节点的标准输出打印到终端屏幕；
• 5. respawn = "true/false"：复位属性，该节点停止运行，则会自动重启，默认为false；
• 6. required = "true/false"：必要节点，当该节点终止时，launch文件中的其他节点也被终止；
• 7. ns = "namespace"：命名空间，为节点内的相对名称添加命名空间前缀。
• 8. args = "arguments"：节点需要的输入参数。

node存在子集标签：env 环境变量设置，remap 重映射节点名称，param 参数设置和rosparam 参数设置，下面对其依次介绍。

2. remap子标签：
   remap标签允许以更结构化的方式将名称重新映射参数传递给ROS节点，而不是直接设置的参数属性，使用用法如下所示：

<launch>    
    <node pkg="mypackage" type="mynodename" name="nodename" output="screen">
        <remap from="A" to="B" />        
    </node> 
</launch>

其中from="原始话题名称" to "目标名称"

3. param子标签：
   parameter是ROS系统运行中的参数，存储在参数服务器中。

在 launch文件中通过<param>元素加载parameter，launch文件执行后，parameter就加载到ROS的参数服务器上了。每个活跃的节点都可以通过ros::param:get()接口来获取parameter的值，用户也可以在终端中通过rosparam命令获得parameter的值。<param>的使用方法如下:

<param name= " output_frame" value="odom" />

parameter的参数主要入下：

• 1. name="命名空间/参数名"，参数名称，可以包含命名空间
• 2. value="xxx" (可选)，定义参数值，如果此处省略，必须指定外部文件作为参数源
• 3. type="int" (可选)，指定参数类型，如果未指定，roslaunch会尝试自动确定参数类型。

4. rosparam子标签：
   在很多复杂的系统中参数的数量很多，如果这样一个一个地设置会非常麻烦，ROS也为我们提供了另外一种类似的参数(<rosparam>)加载方式帮助我们将一个YAML格式文件中的参数全部加载到ROS参数服务器中，需要设置command属性为“load”，还可以选择设置命名空间“ns”，如下所示：

<rosparam file="$ (find yourpackage) /config/xx. yam1 "command="load" ns="cc" />

3.4.2 其他标签

1. arg：
   argument是另外一个概念，类似于launch 文件内部的局部变量，仅限于launch文件使用，便于launch文件的重构，与ROS节点内部的实现没有关系。

设置argument使用<arg>标签元素，语法如下：

<arg name="arg-name" default= "arg-value" />

其中包括的参数有（rgument标签不存在子集标签）：

• 1. name="参数名称"
• 2. default="默认值" (可选)
• 3. value="数值" (可选)，不可以与 default 并存
• 4. doc="描述"。

launch文件中需要使用到argument时，可以使用如下方式调用：

<param name="foo" value="$(arg arg-name)"/>
<node name="node" pkg="package" type="type" args="$(arg arg-name)" />

2. include标签：
   include标签用于将另一个 xml 格式的 launch 文件导入到当前文件，例如

<include file="$(find yourpackage)/launch/yourlaunch.launch" >
    <arg name="XX" value="XXX" />
</include>

其中属性包括：

• 1. file="$(find 包名)/xxx/xxx.launch"，要包含的文件路径
• 2. ns="xxx" (可选)，在指定命名空间导入文件

其中包含的子集标签有env环境变量和arg 将参数传递给被包含的文件。