记录和回放数据

目标: 记录发布在某个 topic 上的数据,以便后续回放数据或者检查数据。

教程等级: 初级

预计时长: 10 分钟

背景

ros2 bag 是一个命令行工具,用于记录系统中发布在 topic 上的数据。 它会记录发布在任意 topic 上的数据,并将其保存在数据库中。 之后,你可以回放这些数据,以重现你的测试和实验结果。 记录 topic 也是分享你的工作和让其他人复现它的好方法。

前提条件

你应该已经安装 ros2 bag,它是 ROS 2 的一部分。

如果你需要安装 ROS 2,请参阅 安装指南

本教程涉及到之前教程中的一些概念,比如 nodestopics。 它还使用了 turtlesim package

如往常一样,不要忘记在 每次打开新终端时 source ROS 2。

任务

1 Setup

你将在 turtlesim 系统中记录键盘输入,以便稍后保存和回放,所以首先启动 /turtlesim/teleop_turtle 节点。

打开一个新终端并运行:

ros2 run turtlesim turtlesim_node

打开另一个终端并运行:

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

让我们也创建一个新目录来存储我们保存的记录,这是一个好习惯:

mkdir bag_files
cd bag_files

2 选择一个 topic

ros2 bag 只能记录发布在 topic 上的数据。 要查看系统中的 topic 列表,请打开一个新终端并运行以下命令:

ros2 topic list

这会返回:

/parameter_events
/rosout
/turtle1/cmd_vel
/turtle1/color_sensor
/turtle1/pose

在 topic 的教程中,你已经学了 /turtle_teleop 节点在 /turtle1/cmd_vel topic 上发布命令,以使乌龟在 turtlesim 窗口中移动。

要查看 /turtle1/cmd_vel 发布的数据,运行以下命令:

ros2 topic echo /turtle1/cmd_vel

一开始不会有任何显示,因为 teleop 没有发布数据。 返回到运行 teleop 的终端并选中它,使其处于激活状态。 使用箭头键移动乌龟,你会看到数据发布在运行 ros2 topic echo 的终端上。

linear:
  x: 2.0
  y: 0.0
  z: 0.0
angular:
  x: 0.0
  y: 0.0
  z: 0.0
  ---

3 ros2 bag record

3.1 记录某个单独的 topic

要记录发布在 topic 上的数据,使用以下命令:

ros2 bag record <topic_name>

在你选择的 topic 上运行这个命令之前,打开一个新终端并切换到你之前创建的 bag_files 目录,因为 rosbag 文件会保存在你运行命令的目录中。

运行以下命令:

ros2 bag record /turtle1/cmd_vel

你会在终端中看到以下消息(日期和时间不一样):

[INFO] [rosbag2_storage]: Opened database 'rosbag2_2019_10_11-05_18_45'.
[INFO] [rosbag2_transport]: Listening for topics...
[INFO] [rosbag2_transport]: Subscribed to topic '/turtle1/cmd_vel'
[INFO] [rosbag2_transport]: All requested topics are subscribed. Stopping discovery...

现在 ros2 bag 正在记录发布在 /turtle1/cmd_vel topic 上的数据。 返回到 teleop 终端并再次移动乌龟。 移动的方式不重要,但尽量是一种可识别的方式,以便稍后回放数据时能看出来。

../../../_images/record.png

Ctrl+C 停止记录。

数据会保存在一个新的 bag 目录中,命名方式符合 rosbag2_year_month_day-hour_minute_second 。 这个目录会包含一个 metadata.yaml 文件和一个以记录格式保存的 bag 文件。

3.2 记录多个 topics

你也可以记录多个 topics,以及更改 ros2 bag 保存的文件名。

运行以下命令:

ros2 bag record -o subset /turtle1/cmd_vel /turtle1/pose

-o 选项允许你为你的 bag 文件选择一个唯一的名字。 在这个例子中,subset 是文件名。

要记录多个 topic,只需用空格分隔每个 topic。

你会看到以下消息,确认两个 topic 都在被记录:

[INFO] [rosbag2_storage]: Opened database 'subset'.
[INFO] [rosbag2_transport]: Listening for topics...
[INFO] [rosbag2_transport]: Subscribed to topic '/turtle1/cmd_vel'
[INFO] [rosbag2_transport]: Subscribed to topic '/turtle1/pose'
[INFO] [rosbag2_transport]: All requested topics are subscribed. Stopping discovery...

你可以随意移动乌龟,觉得可以结束了就按 Ctrl+C

Note

也可以在命令中添加另一个选项,-a,它会记录系统上的所有 topics。

4 ros2 bag info

你可以通过运行以下命令查看关于你的记录数据的详细信息:

ros2 bag info <bag_file_name>

subset bag 文件上运行这个命令会返回文件的信息列表:

ros2 bag info subset
Files:             subset.db3
Bag size:          228.5 KiB
Storage id:        sqlite3
Duration:          48.47s
Start:             Oct 11 2019 06:09:09.12 (1570799349.12)
End                Oct 11 2019 06:09:57.60 (1570799397.60)
Messages:          3013
Topic information: Topic: /turtle1/cmd_vel | Type: geometry_msgs/msg/Twist | Count: 9 | Serialization Format: cdr
                 Topic: /turtle1/pose | Type: turtlesim/msg/Pose | Count: 3004 | Serialization Format: cdr

5 ros2 bag play

在回放 bag 文件之前,输入 Ctrl+C 停止 teleop 的运行。 然后确保你的 turtlesim 窗口是可见的,这样你就可以看到 bag 文件的运行。

要回放记录的数据,运行以下命令:

ros2 bag play subset

终端会返回消息:

[INFO] [rosbag2_storage]: Opened database 'subset'.

现在你的乌龟会按照你录制时的路径移动(虽然不是 100% 准确;turtlesim 对系统时间的小变化很敏感)。

../../../_images/playback.png

因为 subset 文件记录的是 /turtle1/pose 这个 topic,所以只要你不退出 turtlesim, ros2 bag play 命令就会一直运行。

这是因为只要 /turtlesim 节点在运行,它就会在固定的时间间隔内(也就是以固定频率)发布数据到 /turtle1/pose topic 上。 你应该已经注意到,前面 ros2 bag info 返回的 /turtle1/pose topic 的 Count 值只有9.这是我们录制时按下方向键的次数。

不过注意, /turtle1/poseCount 值是3000多;这意思是,在我们录制时,数据在这个 topic 上发布了3000多次。

用下面的指令可以查看位置数据发布的频率:

ros2 topic hz /turtle1/pose

总结

你可以用 ros2 bag 命令记录 ROS 2 系统中发布在 topic 上的数据。 这是一个很好的工具,无论是与他人分享你的工作,还是自己回顾实验结果。

下一步

你已经完成了 “初级: CLI 工具” 教程! 接下来是 “初级: 客户端库” 教程,从 创建工作空间 开始。

相关内容

更多关于 ros2 bag 的详细解释可以在 这个 README 找到. 有关 QoS 兼容性和 ros2 bag 的更多信息,请参阅 rosbag2: Overriding QoS Policies