ROS学习（26）动态参数配置

---

前言

  之前的学习中，曾了解过ROS参数服务器的通信机制，如果Listenner不主动查询参数值，就无法获取Talker是否已经向Master更新了参数值。
  很多情况下，我们需要动态的更新参数，比如参数调试等，ROS提供了dynamic_reconfigure功能包，实现动态参数配置。

一、原理

  ROS的动态参数修改采用C/S架构，在运行过程中，客户端修改参数后不需要重启，而是向服务器发送请求；服务器通过回调函数确认，即可完成参数的动态配置。

二、实现

1、创建功能包

创建名为dynamic_tutorials的功能包，命令如下：

catkin_create_pkg dynamic_tutorials rospy roscpp dynamic_reconfigure

2、创建配置文件

在功能包下的cfg文件夹下，创建名为Tutorials.cfg的文件，内容如下：

#!/usr/bin/env python
PACKAGE = "dynamic_tutorials"
#导入参数生成器
from dynamic_reconfigure.parameter_generator_catkin import *
#创建参数生成器
gen = ParameterGenerator()
#定义需要动态配置的参数，参数分别代表参数名、类型、参数动态配置回调中的掩码、描述、默认值、最小值和最大值（后面两个可选，且对字符串和波尔类型无效）
gen.add("int_param",    int_t,    0, "An Integer parameter", 50,  0, 100)
gen.add("double_param", double_t, 0, "A double parameter",    .5, 0,   1)
gen.add("str_param",    str_t,    0, "A string parameter",  "Hello World")
gen.add("bool_param",   bool_t,   0, "A Boolean parameter",  True)
#定义一个枚举，参数分别代表枚举值名称、类型、值和描述
size_enum = 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")
#定义一个整型值，可以通过枚举罗列出来
gen.add("size", int_t, 0, "A size parameter which is edited via an enum", 1, 0, 3, edit_method=size_enum)
#生成所有与C++和python相关的文件，并且退出程序，第二个参数表示运行时的节点名，第三个参数为生成文件所使用的前缀，需要与配置文件名相同
exit(gen.generate(PACKAGE, "dynamic_tutorials", "Tutorials"))

真正运行时，需要去掉中文注释。配置完成后，对该文件添加可执行权限。

3、修改CMakeLists.txt文件

添加编译规则，内容如下：

generate_dynamic_reconfigure_options(
  cfg/Tutorials.cfg
)
add_dependencies(dynamic_reconfigure_node ${
    PROJECT_NAME}_gencfg)

4、创建dynamic_reconfigure_node节点

4、1 创建服务器节点

在src目录下，创建server.cpp文件，内容如下：

#include <ros/ros.h>

#include <dynamic_reconfigure/server.h>
//该头文件是配置文件在编译过程中生成的
#include <dynamic_tutorials/TutorialsConfig.h>
//回调函数，参数分别表示参数更新的配置值、参数修改的掩码
void callback(dynamic_tutorials::TutorialsConfig &config, uint32_t level) {
    
  ROS_INFO("Reconfigure Request: %d %f %s %s %d", 
            config.int_param, config.double_param, 
            config.str_param.c_str(), 
            config.bool_param?"True":"False", 
            config.size);
}

int main(int argc, char **argv) 
{
    
    //初始化ROS节点
    ros::init(argc, argv, "dynamic_tutorials");
    //创建服务端实例，监听客户端的参数配置请求
    dynamic_reconfigure::Server<dynamic_tutorials::TutorialsConfig> server;
    //定义回调函数
    dynamic_reconfigure::Server<dynamic_tutorials::TutorialsConfig>::CallbackType f;
    //回调函数绑定服务端，当客户端请求修改参数时，服务端跳转到回调函数进行处理
    f = boost::bind(&callback, _1, _2);
    server.setCallback(f);

    ROS_INFO("Spinning node");
    ros::spin();
    return 0;
}

4、2 修改CMakeLists.txt文件

添加编译规则，内容如下：

# for dynamic reconfigure 
add_executable(dynamic_reconfigure_node src/server.cpp) 

# make sure configure headers are built before any node using them
add_dependencies(dynamic_reconfigure_node ${
    PROJECT_NAME}_gencfg)

# for dynamic reconfigure 
target_link_libraries(dynamic_reconfigure_node ${
    catkin_LIBRARIES})  

完成上述配置后，编译功能包。

5、参数动态配置

运行roscore和dynamic_reconfigure_node节点，命令如下：

roscore
rosrun dynamic_tutorials dynamic_reconfigure_node

此时，参数动态配置的服务器就开始运行了，接下来使用ROS提供的可视化参数配置工具来修改参数，命令如下：

rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

如图：

  可以通过拖动、输入、下拉框等方式修改参数，值得注意的是，这里的输入方式不同与配置文件中的参数设置有关，例如设置了最大值/最小值，就会有拖动条；设置了枚举，就会出现下拉框。
  伴随着参数值的变化，在服务器节点的输出中，会看到修改后的信息，如图：