ROS2 bag之API

0. 简介

对弈ros/ros2的bag而言，真的是非常好用一个产物，通过bag我们可以保证数据的多次的重复的复现，直至发现问题。而对弈ros的bag的二次开发也一直是大家关注的重点。下面我们将从ROS1开始，带领大家了解一下ROS2的内容。

1. ROS1 BAG

对于ROS1的bag，网上有比较多的例子了，比如说下面的https://zhuanlan.zhihu.com/p/150290102

#include <rosbag/bag.h>
#include <rosbag/view.h>
#include <ros/ros.h>
#include <novatel_msgs/INSPVAX.h>
#include <vector>
#include <boost/foreach.hpp>
#define foreach BOOST_FOREACH

int main(){
    
    
    rosbag::Bag bag;
    bag.open("/home/liuxiao/bagfiles/novatel.bag", rosbag::bagmode::Read);

    std::vector<std::string> topics;
    topics.push_back(std::string("/novatel_data/inspvax"));

    rosbag::View view(bag, rosbag::TopicQuery(topics));

    foreach(rosbag::MessageInstance const m, view)
    {
    
    
        novatel_msgs::INSPVAX::ConstPtr s = m.instantiate<novatel_msgs::INSPVAX>();
        if (s != NULL)
            std::cout << s->latitude << std::endl;
    }
    bag.close();
}

这些都是比较简单的例子，比较详细的内容可以参考ROS WIKI。

rosbag C++ API工作的前提是使用 "查询 （queries）"创建一个或多个包的 “views（视图）”。查询是一个抽象的类，它定义了一个函数来过滤是否包括来自连接的消息。这个函数可以访问topic_name、数据类型、md5sum、消息定义以及连接头。此外，每个查询可以为它包括的时间范围指定一个开始和结束时间。

多个查询可以被添加到一个视图中，包括来自不同包的查询。然后，该视图提供一个跨包的迭代器接口，根据时间排序。

上面一段文字比较详细的介绍了ROS1当中比较重要的两个内容，分别是：

• rosbag::Bag - 在磁盘上序列化到/从一个bag文件。
  

• rosbag::View - 指定一个bag文件的视图，以允许在特间范围内查询特定连接的消息。

• 

2. ROS2 BAG

对于ROS2而言，我们知道ROS2包的形式和ROS1不太一样，但rosbag2也不只是提供了ros2 bag命令行工具。它还提供了一个C++ API，用于从你自己的源代码中读取和写入一个包。这允许你订阅一个主题，并在对该数据进行任何其他处理的同时，将收到的数据保存到一个包中。
首先需要安装了rosbag2软件包

sudo apt install ros-foxy-rosbag2

然后创建的ros2_ws目录。导航到ros2_ws/src目录并创建一个新的包

ros2 pkg create --build-type ament_cmake bag_recorder_nodes --dependencies example_interfaces rclcpp rosbag2_cpp std_msgs

你的终端将返回一条信息，验证你的包bag_recorder_nodes及其所有必要的文件和文件夹的创建。–dependencies参数将自动在package.xml和CMakeLists.txt中添加必要的依赖关系行。在这种情况下，该包将使用rosbag2_cpp包以及rclcpp包。本教程的后面部分也需要对example_interfaces包的依赖。

然后就是创建新文件simple_bag_recorder.cpp

#include <rclcpp/rclcpp.hpp>
#include <std_msgs/msg/string.hpp>

#include <rosbag2_cpp/typesupport_helpers.hpp>
#include <rosbag2_cpp/writer.hpp>
#include <rosbag2_cpp/writers/sequential_writer.hpp>
#include <rosbag2_storage/serialized_bag_message.hpp>

using std::placeholders::_1;

class SimpleBagRecorder : public rclcpp::Node
{
    
    
public:
  SimpleBagRecorder()
  : Node("simple_bag_recorder")
  {
    
    
    const rosbag2_cpp::StorageOptions storage_options({
    
    "my_bag", "sqlite3"});//设置可选的参数，包括bag文件名和数据库类型
    const rosbag2_cpp::ConverterOptions converter_options(
      {
    
    rmw_get_serialization_format(),
       rmw_get_serialization_format()});//设置可选的参数，包括序列化格式和压缩格式
    writer_ = std::make_unique<rosbag2_cpp::writers::SequentialWriter>();//创建SequentialWriter对象,并制定序列化格式

    writer_->open(storage_options, converter_options);//打开writer，当中就包含了打开数据库的操作和设置序列化格式的操作

    writer_->create_topic(
      {
    
    "chatter",
       "std_msgs/msg/String",
       rmw_get_serialization_format(),
       ""});//创建topic

    subscription_ = create_subscription<std_msgs::msg::String>(
      "chatter", 10, std::bind(&SimpleBagRecorder::topic_callback, this, _1));//创建订阅者
  }

private:
  void topic_callback(std::shared_ptr<rclcpp::SerializedMessage> msg) const//设置回调函数
  {
    
    
    auto bag_message = std::make_shared<rosbag2_storage::SerializedBagMessage>();//创建SerializedBagMessage对象,并设置bag信息的类型

    bag_message->serialized_data = std::shared_ptr<rcutils_uint8_array_t>(
      new rcutils_uint8_array_t,//创建rcutils_uint8_array_t对象
      [this](rcutils_uint8_array_t *msg) {
    
    //设置析构函数
        auto fini_return = rcutils_uint8_array_fini(msg);//释放内存
        delete msg;//删除对象
        if (fini_return != RCUTILS_RET_OK) {
    
    //判断是否释放成功
          RCLCPP_ERROR(get_logger(),
            "Failed to destroy serialized message %s",     rcutils_get_error_string().str);//打印错误信息
        }
      });//将bag_message中的serialized_data设置为rcutils_uint8_array_t类型
    *bag_message->serialized_data = msg->release_rcl_serialized_message();//然后将msg信息中的rcl_serialized_message赋值给bag_message中的serialized_data

    bag_message->topic_name = "chatter";//设置topic名称
    if (rcutils_system_time_now(&bag_message->time_stamp) != RCUTILS_RET_OK) {
    
    //设置时间戳
      RCLCPP_ERROR(get_logger(), "Error getting current time: %s",
        rcutils_get_error_string().str);//打印错误信息
    }

    writer_->write(bag_message);//写入数据
  }

  rclcpp::Subscription<rclcpp::SerializedMessage>::SharedPtr subscription_;//创建订阅者
  std::unique_ptr<rosbag2_cpp::writers::SequentialWriter> writer_;//创建SequentialWriter对象
};

这里面只是最简单的订阅并发布写入bag当中的操作，当然也有一些比较高级的操作，这里作者一一列举

void read_and_print_bag(std::string uri)
{
    
    
    std::unique_ptr<rosbag2_cpp::readers::SequentialReader> reader_impl =
        std::make_unique<rosbag2_cpp::readers::SequentialReader>(); // 设置ros2bag的读取器，并制定序列化格式
    const rosbag2_cpp::StorageOptions storage_options({
    
    uri, "sqlite3"});// 设置ros2bag的存储格式
    const rosbag2_cpp::ConverterOptions converter_options(
        {
    
    rmw_get_serialization_format(),
         rmw_get_serialization_format()});// 设置ros2bag的转换格式
    reader_impl->open(storage_options, converter_options);// 打开ros2bag
    rosbag2_cpp::Reader reader(std::move(reader_impl));// 读取ros2bag

    auto serializer = rclcpp::Serialization<example_interfaces::msg::Int32>();// 设置序列化格式
    while (reader.has_next())// 读取ros2bag的数据，并判断是否有下一个数据
    {
    
    
        auto message = reader.read_next();// 读取下一个数据
        example_interfaces::msg::Int32 data;//设置输出的格式类型

        rcutils_uint8_array_t raw_data = *message->serialized_data;//将bag包中的数据转换为rcutils_uint8_array_t类型
        auto serialized_message = rclcpp::SerializedMessage(raw_data);//然后将raw_data数据转成数据格式
        serializer.deserialize_message(&serialized_message, &data);//并将数据格式输出成data的信息，以供显示
        // The data is owned by the original shared pointer in the SerializedBagMessage object, not the
        // SerializedMessage object

        std::cout << "Topic: " << message->topic_name << "\tData: " << data.data << "\tTime stamp: " << message->time_stamp << '\n';
    }
}

或者像这样，可以暂停数据包

…详情请参照古月居