ROS進階學習(三) - 對大型項目的roslaunch的建議

這個教程就是為大型項目設計roslaunch文件的一些建議,使設計出來的文件能夠適用于更多的場景

1 介紹

一個大的應用一半有很多互相連接的node,每一個都有很多參數。
一個roslaunch 文件,將會把所有能夠讓機器人正常運行的東西啟動,我們將會瀏覽一個launch文件。

2 頂級結構(Top-level organization)

這里是頂級啟動文件(在 "rospack find 2dnav_pr2/move_base/2dnav_pr2.launch")

<launch>
  <group name="wg">
    <include file="$(find pr2_alpha)/$(env ROBOT).machine" />
    <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/new_amcl_node.xml" />
    <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/base_odom_teleop.xml" />
    <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/lasers_and_filters.xml" />
    <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/map_server.xml" />
    <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/ground_plane.xml" />

    <!-- The navigation stack and associated parameters -->
    <include file="$(find 2dnav_pr2)/move_base/move_base.xml" />
  </group>
</launch>

這個文件包含一組其他文件設置。每個 included files 包含了和系統某個部分有關的node和參數。比如位置,傳感器進程和路徑規劃。
設計建議:Top-level啟動文件應該盡量短小一些,并且包含其他程序的子組件,通常會改變ROS參數
這使它很容易交換系統的一部分,我們只會將會看到。

3 機器標簽和環境變量

我們希望能控制哪些node在哪些機器上運行,這是為了負載平衡和帶寬管理。為了重用性,我們不希望硬編碼機器名字出現在roslaunch文件里。
第一個include是:
<include file="$(find pr2_alpha)/$(env ROBOT).machine" />
這個文件所做的第一件事中用env代替了環境變量ROBOT。例如,如果:
export ROBOT=pre
那么,launch文件會使pre.machine文件被包含。
設計建議,使用env代替可以允許啟動文件的一部分根據環境變量的不同而不同
接下來,我們來看一個machine文件(pre.machine in the pr2_alpha package):

<launch>
  <machine name="c1" address="pre1" ros-root="$(env ROS_ROOT)" ros-package-path="$(env ROS_PACKAGE_PATH)" default="true" />
  <machine name="c2" address="pre2" ros-root="$(env ROS_ROOT)" ros-package-path="$(env ROS_PACKAGE_PATH)" />
</launch>

這個文件設置了一個邏輯機名稱,如C1,C2和真實機主,如pre2,的映射關系。它甚至可以允許控制你登陸的用戶。
一旦映射關系建立,他就可以在node啟動時被使用。例如,在包含的文件config/new_amcl_node.xml 中包含了這樣一句:
<node pkg="amcl" type="amcl" name="amcl" machine="c1">

4 參數、命名空間和YAML文件

我們看一下move_base.xml文件的一部分:

<node pkg="move_base" type="move_base" name="move_base" machine="c2">
  <remap from="odom" to="pr2_base_odometry/odom" />
  <param name="controller_frequency" value="10.0" />
  <param name="footprint_padding" value="0.015" />
  <param name="controller_patience" value="15.0" />
  <param name="clearing_radius" value="0.59" />
  <rosparam file="$(find 2dnav_pr2)/config/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="global_costmap" />
  <rosparam file="$(find 2dnav_pr2)/config/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="local_costmap" />
  <rosparam file="$(find 2dnav_pr2)/move_base/local_costmap_params.yaml" command="load" />
  <rosparam file="$(find 2dnav_pr2)/move_base/global_costmap_params.yaml" command="load" />
  <rosparam file="$(find 2dnav_pr2)/move_base/navfn_params.yaml" command="load" />
  <rosparam file="$(find 2dnav_pr2)/move_base/base_local_planner_params.yaml" command="load" />
</node>

這部分啟動文件負責啟動move_base node。首先被包含的是一個映射(remap)。Move_base被設計接收topic“odom”發送回來的路程數據。我們做了一個 pr2_base_odometry 到odom的映射。
后面的<param>在<node>標簽內部,表示是私有參數。
再后面的<rosparam>是從yaml文件里讀取參數,yaml文件是一種可以讓人閱讀的文件,并且允許包含復雜的數據類型。
下面是costmap_common_params.yaml 文件的一部分:

raytrace_range: 3.0
footprint: [[-0.325, -0.325], [-0.325, 0.325], [0.325, 0.325], [0.46, 0.0], [0.325, -0.325]]
inflation_radius: 0.55

# BEGIN VOXEL STUFF
observation_sources: base_scan_marking base_scan tilt_scan ground_object_cloud

base_scan_marking: {sensor_frame: base_laser, topic: /base_scan_marking, data_type: PointCloud, expected_update_rate: 0.2,
  observation_persistence: 0.0, marking: true, clearing: false, min_obstacle_height: 0.08, max_obstacle_height: 2.0}

上面的ns即為namespace。
沒有標注ns的即包含在當前命名空間。

5 再利用已有的啟動文件

首先來看一個啟動文件,它換在Gazebo上運行,只需要改變map_server node。

<launch>
  <include file="$(find pr2_alpha)/sim.machine" />
  <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/new_amcl_node.xml" />
  <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/base_odom_teleop.xml" />
  <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/lasers_and_filters.xml" />
  <node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(find gazebo_worlds)/Media/materials/textures/map3.png 0.1" respawn="true" machine="c1" />
  <include file="$(find 2dnav_pr2)/config/ground_plane.xml" />
  <!-- The naviagtion stack and associated parameters -->
  <include file="$(find 2dnav_pr2)/move_base/move_base.xml" />
</launch>

第一個不同就是,因為我們知道我們在仿真,所以只需要用sim.machine文件而不是一個替代參數,第二,這一行:
<include file="$(find 2dnav_pr2)/config/map_server.xml" />
被替換為

<node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(find gazebo_worlds)/Media/materials/textures/map3.png 0.1" respawn="true" machine="c1" />

包含的文件在第一種情況下只包含了一個node,而第二種情況則包含了一個映射文件。

6 參數覆蓋

上面的技巧有時候會很不方便使用。假設我們想要使用2dnav_pr2,只改變本地分辨率參數到0.5.我們可以直接改變local_costmap_params.yaml。這是最簡單的臨時修改,但是這意味著我們沒辦法檢查修改后的文件,把它返回去。我們可以復制一個文件然后修改它。然后改變move_base.xml去包含它,然后把2dnav_pr2.launch 改變為修改后的move_base.xml,這樣做的好處是,如果我們使用了版本控制器,我們就不會發生源文件改變的錯誤了。
還有一個方法沒看懂,自己去官網看吧,說另一個:
我們可以使用roslaunch的重寫行為,參數是按照順序設置的。這樣,我們可以用后面的的top-level文件重寫源文件:

<launch>
<include file="$(find 2dnav_pr2)/move_base/2dnav_pr2.launch" />
<param name="move_base/local_costmap/resolution" value="0.5"/>
</launch>

這個方法的硬傷是,他會讓程序難以理解,想要知道一個東西確切的值,還需要遍歷整個啟動文件,十分蛋疼。

7ROSlaunch 參數

roslaunch XML documentation
這是一個比起來重寫更加常用和清晰的改變東西的方法。一般首選這個。
看到這里看的累死了,教程的語言越來越超出了我的英語能力范圍,我要學點別的換換腦子。

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