[ROS通信机制] --- 参数服务器

Posted 2022-09-17 Overboom

1 参数服务器理论模型

参数服务器实现是最为简单的，该模型如下图所示,该模型中涉及到三个角色:

ROS Master (管理者)
Talker (参数设置者)
Listener (参数调用者)
ROS Master 作为一个公共容器保存参数，Talker 可以向容器中设置参数，Listener 可以获取参数。

整个流程由以下步骤实现:
1.Talker 设置参数
Talker 通过 RPC 向参数服务器发送参数(包括参数名与参数值)，ROS Master 将参数保存到参数列表中。
2.Listener 获取参数
Listener 通过 RPC 向参数服务器发送参数查找请求，请求中包含要查找的参数名。
3.ROS Master 向 Listener 发送参数值
ROS Master 根据步骤2请求提供的参数名查找参数值，并将查询结果通过 RPC 发送给 Listener。

NOTE:
参数服务器不是为高性能而设计的，因此最好用于存储静态的非二进制的简单数据

2 参数服务器使用

参数服务器包括以下类型：32位整数、布尔值、字符串、双精度浮点、ISO 8601日期、列表(List)、基于64位编码的二进制数据。

参数服务器的配置方式非常的简单灵活，总的来讲有三种方式：命令行维护、launch文件内读写、node源码。

2.1 命令行维护

ROS中关于参数服务器的工具是rosparam。其支持的参数如下所示：

rosparam list						列出了服务器中的所有参数

rosparam get [parameter]			获取参数值

rosparam set [parameter] [value]	设置参数值

rosparam delete [parameter]			删除参数

rosparam dump [file]				将参数服务器保存到一个文件

rosparam load [file]				加载参数文件到参数服务器

2.2 launch 配置文件读写

用launch文件配置参数的好处：
１、可以不查看源程序就可以知道节点用到的参数以及给定的初始值；
２、要修改参数的初始值，可以将它保存到launch文件而不必修改和重新编译源程序。
ros中可以使用param 和 rosparam 标签，设置ros系统运行中的参数，存储在参数服务器中。

// name 是参数名，value是参数值
<param name = "output_frame" value = "odom" />

//加载参数文件中的多个参数
<rosparam file="params.yaml" command="load" ns="params"/>

2.3 yaml 配置文件读写

一般地，我们可以将需要设置的参数保存在yaml文件中，使用rosparam load [文件路径\\文件名] 命令一次性将多个参数加载到参数服务器。

举个例子，一个名称为param.yaml的参数文件，内容为：

#There are some params which will be loaded
yaml_param_string1: abcd123
yaml_param_string2: 567efg
 
yaml_param_num1: 123.123
yaml_param_num2: 1234567
 
yaml_param_set:
  param_set_string1: zzzzz
  param_set_num1: 999
  param_set_string2: a6666
  param_set_num2: 2333
 
  param_subset:
    param_set_string1: qwer
    param_set_num1: 5432
    param_set_string2: a12s3
    param_set_num2: 1111

终端中载入参数：

$ rosparam load param.yaml

然后，输入命令：

$ rosparam list

可以看到，参数已经被全部加载了：

/rosdistro
/roslaunch/uris/host_clp_virtual_machine__46453
/rosversion
/run_id
/yaml_param_num1
/yaml_param_num2
/yaml_param_set/param_set_num1
/yaml_param_set/param_set_num2
/yaml_param_set/param_set_string1
/yaml_param_set/param_set_string2
/yaml_param_set/param_subset/param_set_num1
/yaml_param_set/param_subset/param_set_num2
/yaml_param_set/param_subset/param_set_string1
/yaml_param_set/param_subset/param_set_string2
/yaml_param_string1
/yaml_param_string2

2.4 node 源码

param的操作非常轻巧，非常简单。关于param的API，roscpp提供了两套：ros::param namespace和ros::NodeHandle；它们的操作完全一样。

#include<ros/ros.h>
int main(int argc, char **argv)
ros::init(argc, argv, "param_demo");
ros::NodeHandle nh;
int param1, param2, param3, param4, param5;
 
//Get Param的三种方法
//① ros::param::get()获取参数“param1”的value，写入到param1上
bool test1 = ros::param::get("param1", param1);
 
//② ros::NodeHandle::getParam()获取参数，与①作用相同
bool test2 = nh.getParam("param2",param2);
 
//③ ros::NodeHandle::param()类似于①和②
//但如果get不到指定的param，它可以给param指定一个默认值(如1)
nh.param("param3", param3, 1);
 
//Set Param
//① ros::param::set()设置参数
param4 = 4;
ros::param::set("param4", param4);
 
//② ros::NodeHandle::setParam()设置参数
param5 = 5;
nh.setParam("param5",param5);
 
//Check Param
 
//① ros::NodeHandle::hasParam()
bool ifparam5 = nh.hasParam("param5");
 
//② ros::param::has()
bool ifparam6 = ros::param::has("param6");
 
//Delete Param
 
//① ros::NodeHandle::deleteParam()
bool ifdeleted5 = nh.deleteParam("param5");
 
//② ros::param::del()
bool ifdeleted6 = ros::param::del("param6");