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编程问答

[ROS]（12）ROS通信 —— 参数服务器（Parameter Server）通信

發布時間：2024/1/18 编程问答 33 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 [ROS]（12）ROS通信 —— 参数服务器（Parameter Server）通信小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

??文章只是個人學習過程中學習筆記，主要參考ROS教程¹ ² 。

[ROS]（01）創建ROS工作空間

[ROS]（02）創建&編譯ROS軟件包Package

[ROS]（03）CMakeLists.txt詳解

[ROS]（04）package.xml詳解

1、概述
2、參數服務器通信機制
3、參數命令rosparam
4、參數服務器通信實操 -- 修改海龜模擬器的背景顏色
- 4.1 調試工具實現
- 4.2 編程實現（C++）
- - 4.2.1 程序代碼（turtle_set_param.cpp）
  - 4.2.2 配置CMakeLists.txt
  - 4.2.3 編譯、運行
- 4.3 編程實現（Python）
- - 4.3.1 程序代碼（turtle_set_param.py）
  - 4.3.2 配置CMakeLists.txt
  - 4.3.3 編譯、運行
5、rosparam實操
- 5.1 rosparam list
- 5.2 rosparam get
- 5.3 rosparam set
- 5.4 rosparam dump
- 5.5 rosparam load
- 5.6 rosparam delete

1、概述

??參數服務器（Parameter Server ³）：是可以通過網絡 API 訪問的共享的多變量字典。在運行時節點（Nodes）使用此服務器去存儲和檢索參數。（類似于全局變量，存儲多個節點共享的數據。）

Tips：參數服務器不是為高性能（high-performance）而設計的，因此最好用于靜態、非二進制的數據，如配置參數。

2、參數服務器通信機制

??參數服務器通信 是ROS通信中一種比較特殊又比較簡單的通信方式。參數服務器在ROS Master內部運行。

圖2-1 參數服務器（Parameter Server）通信模型

3、參數命令rosparam

?? rosparam ⁴ 能讓我們在ROS參數服務器（Parameter Server）上存儲和操作數據。參數服務器能夠存儲整型（integer）、浮點（float）、布爾（boolean）、字典（dictionaries）和列表（list）等數據類型。

命令功能

rosparam set	設置參數
rosparam get	獲取參數
rosparam load	從文件中加載參數
rosparam dump	向文件中轉儲參數
rosparam delete	刪除參數
rosparam list	列出參數名

Tips：rosparam使用YAML標記語言的語法。一般而言，YAML的表述很自然：1是整型，1.0是浮點型，one是字符串，true是布爾型，[1, 2, 3]是整型組成的列表，{a: b, c: d}是字典。

4、參數服務器通信實操 – 修改海龜模擬器的背景顏色

??通過ROS內置的 海龜模擬器（turtlesim） 來進行參數服務器通信的實操，這里我們以修改海龜模擬器背景顏色舉例：背景顏色修改為紫色（RGB: 160 32 240）。

??實現的步驟如下：
??步驟1：在新終端中啟動roscore

roscore

??步驟2：在新終端中啟動海龜模擬器的節點turtlesim_node

rosrun turtlesim turtlesim_node

??步驟3：在新終端中使用rosparam命令獲取參數列表。

rosparam list

圖4-1 修改海龜模擬器的背景顏色步驟1-3

??步驟4：通過調試工具rqt工具箱和編程的方式修改海龜模擬器的背景顏色。

圖4-2 海龜模擬器初始狀態

4.1 調試工具實現

??在新終端中輸入rqt命令打開rqt工具箱，然后在菜單欄中打開參數和服務插件，分別為Plugins/Configuration/Param Edit和Plugins/Services/Service Caller，如圖4-3所示。

圖4-3 rqt工具箱插件Param Edit（左）和 Service Caller（右）

??在Param Edit中將海龜模擬器turtlesim的背景顏色background_x的值改為紫色，如圖4-4所示①；然后在Service Caller中選擇調用clear服務，如圖4-4所示②；最后點擊右上角Call使已被修改的參數生效。

圖4-4 通過調試工具的方式修改海龜模擬器的背景顏色為紫色

4.2 編程實現（C++）

??在beginner_tutorials軟件包的src目錄下創建修改海龜模擬器的背景顏色的源文件：

roscd beginner_tutorials cd src touch turtle_set_param.cpp

4.2.1 程序代碼（turtle_set_param.cpp）

#include "ros/ros.h" #include <std_srvs/Empty.h>int main(int argc, char **argv) {setlocale(LC_ALL,"");/* 初始化ROS節點 */ros::init(argc,argv,"turtle_set_param");/* 為這個節點創建句柄 */ros::NodeHandle nh("turtlesim");int red, green, blue;/* 讀取海龜模擬器背景顏色參數 */ros::param::get("/turtlesim/background_r",red);ros::param::get("/turtlesim/background_g",green);ros::param::get("/turtlesim/background_b",blue);ROS_INFO("Get turtlesim background color[%3d, %3d, %3d]",red ,green,blue);/* 設置海龜模擬器背景顏色參數，設置為紫色（160，32，240） */ros::param::set("/turtlesim/background_r",160);ros::param::set("/turtlesim/background_g",32);ros::param::set("/turtlesim/background_b",240);ROS_INFO("Set turtlesim background color[%3d, %3d, %3d]",160 ,32,240);/* 讀取海龜模擬器背景顏色參數 */ros::param::get("/turtlesim/background_r",red);ros::param::get("/turtlesim/background_g",green);ros::param::get("/turtlesim/background_b",blue);ROS_INFO("Again get turtlesim background color[%3d, %3d, %3d]",red ,green,blue);/* 調用 /clear 服務，使已被修改的參數生效 */ros::service::waitForService("/clear");ros::ServiceClient client = nh.serviceClient<std_srvs::Empty>("/clear"); // 參數為空的服務std_srvs::Empty srvs;/* 服務調用 */if(client.call(srvs)){ROS_INFO("海龜模擬器turtlesim已修改的背景顏色已生效!");}else{ROS_INFO("調用服務失敗!");}return 0; }

4.2.2 配置CMakeLists.txt

??只需將這幾行添加到CMakeLists.txt文件的底部：

add_executable(turtle_set_param src/turtle_set_param.cpp) target_link_libraries(turtle_set_param ${catkin_LIBRARIES})

4.2.3 編譯、運行

??在你的工作空間下執行catkin_make編譯，將turtle_set_param.cpp編譯成可執行文件turtle_set_param。編譯后，在終端中執行過程如下所示。

圖4-5 運行turtle_set_param，修改海龜模擬器的背景顏色

4.3 編程實現（Python）

??在beginner_tutorials軟件包的scripts目錄下創建修改海龜模擬器的背景顏色源文件：

roscd beginner_tutorials cd scripts touch turtle_set_param.py chmod +x turtle_set_param.py

4.3.1 程序代碼（turtle_set_param.py）

#!/usr/bin/env python # encoding: utf-8import rospy from std_srvs.srv import Emptydef turtle_set_param():# 初始化ROS節點rospy.init_node("turtle_set_param")# 讀取海龜模擬器背景顏色參數red = rospy.get_param("/turtlesim/background_r")green = rospy.get_param("/turtlesim/background_g")blue = rospy.get_param("/turtlesim/background_b")rospy.loginfo("Get turtlesim background color[%3d, %3d, %3d]",red ,green,blue)# 設置海龜模擬器背景顏色參數，設置為紫色（160，32，240）rospy.set_param("/turtlesim/background_r",160)rospy.set_param("/turtlesim/background_g",32)rospy.set_param("/turtlesim/background_b",240)rospy.loginfo("Set turtlesim background color[%3d, %3d, %3d]",160 ,32,240)# 讀取海龜模擬器背景顏色參數 red = rospy.get_param("/turtlesim/background_r")green = rospy.get_param("/turtlesim/background_g")blue = rospy.get_param("/turtlesim/background_b")rospy.loginfo("Again Get turtlesim background color[%3d, %3d, %3d]",red ,green,blue)# 調用 /clear 服務，使已被修改的參數生效 rospy.wait_for_service("/clear")try:clear_client = rospy.ServiceProxy("/clear",Empty)clear_client()rospy.loginfo("海龜模擬器turtlesim已修改的背景顏色已生效!")except rospy.ServiceException as e:rospy.loginfo("調用服務失敗!")if __name__ == '__main__':turtle_set_param()

4.3.2 配置CMakeLists.txt

??只需catkin_install_python中添加scripts/turtle_set_param.py即可：

#安裝python可執行腳本 catkin_install_python(PROGRAMSscripts/turtle_set_param.py... DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION})

4.3.3 編譯、運行

??其實這個例子很簡單，不需要編譯，直接執行python文件就行。但是我們還是養成習慣吧，每次創建和修改代碼后，就catkin_make編譯一下，即使是Python節點也必須使用它。這是為了確保能為創建的消息和服務自動生成Python代碼。

圖4-6 運行turtle_set_param.py，修改海龜模擬器的背景顏色

5、rosparam實操

ROS提供了一個穩定的命令行工具rosparam來設置和獲取參數。通過已運行的海龜模擬器（turtlesim）來實操參數命令。

5.1 rosparam list

?? rosparam list 列出所有的參數名。

turtlesim節點在參數服務器上有3個參數用于設定背景顏色(RGB格式)：/turtlesim/background_x

5.2 rosparam get

?? rosparam get [parameter-name] 獲取一個參數的值。

?? 也可以使用 rosparam get / 命令來顯示參數服務器上的所有內容。

5.3 rosparam set

?? rosparam set [parameter-name] [parameter-value] 為參數設置一個值。

# 將 turtlesim 的背景顏色修改為紅色（RGB: 255 0 0）rosparam set /turtlesim/background_r 255rosparam set /turtlesim/background_g 0rosparam set /turtlesim/background_b 0

?? 上述指令修改了參數的值，但還未生效，因此我們需要調用clear服務使得參數的修改能生效：

rosservice call /clear

5.4 rosparam dump

?? rosparam dump[file-name] 將參數服務器的 YAML 格式的內容轉儲到文件中。

# 在 beginner_tutorials軟件包下創建param目錄文件夾 roscd beginner_tutorials mkdir param # 在param目錄文件夾下將參數服務器的 YAML 格式的內容轉儲到文件中。 cd param rosparam dump params_all.yaml

Node：參數保存位置為當前執行命令的目錄下。

?? rosparam dump[file-name] [namespace] 只轉儲指定命名空間中的參數。

# 在param目錄文件夾下轉儲指定命名空間中的參數 rosparam dump params_specified.yaml turtlesim

5.5 rosparam load

?? rosparam load [file-name] 將 YAML 文件中的參數加載到指定的命名空間(默認為/)。

修改params_all.yaml文件 turtlesim 的背景顏色修改為綠色（RGB: 0 255 0） rosparam load params_all.yaml rosservice call /clear

??甚至可以將YAML文件重載入新的命名空間，例如：copy_param

rosparam load params_specified.yaml copy_param

5.6 rosparam delete

?? rosparam delete [parameter-name] 刪除參數值。

rosparam delete /copy_param/background_r rosparam delete /copy_param/background_g

ROS.org. ROS教程[EB/OL]. 2020-12-22[2022-7-5]. http://wiki.ros.org/cn/ROS/Tutorials. ??

ROS.org. 理解ROS服務和參數[EB/OL]. 2020-12-23[2022-11-02]. https://wiki.ros.org/cn/ROS/Tutorials/UnderstandingServicesParams. ??

ROS.org. Parameter Server[EB/OL]. 2018-11-08[2022-11-02]. https://wiki.ros.org/Parameter%20Server. ??

ROS.org. rosparam[EB/OL].2014-06-29[2022-11-02]. https://wiki.ros.org/rosparam ??

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[ROS]（12）ROS通信 —— 参数服务器（Parameter Server）通信的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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