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ROS參數(shù)服務(wù)器中的理論模型與參數(shù)操作(C++)

更新時(shí)間：2023年08月23日 11:39:36 作者：Silver_Bullet14

在C++中實(shí)現(xiàn)參數(shù)服務(wù)器數(shù)據(jù)的增刪改查，均可以通過(guò)兩套API實(shí)現(xiàn)分別是ros::NodeHandle和ros::param，這篇文章主要介紹了ROS參數(shù)服務(wù)器--理論模型與參數(shù)操作(C++),需要的朋友可以參考下

一、概念介紹

參數(shù)服務(wù)器在ROS中主要用于實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)共享。參數(shù)服務(wù)器相當(dāng)于是獨(dú)立于所有節(jié)點(diǎn)的一個(gè)公共容器，可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該容器中，被不同的節(jié)點(diǎn)調(diào)用，當(dāng)然不同的節(jié)點(diǎn)也可以往其中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

作用：存儲(chǔ)一些多節(jié)點(diǎn)共享的數(shù)據(jù)，類(lèi)似于全局變量。

二、理論模型[Autolabor-ROS]

參數(shù)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)是最為簡(jiǎn)單的，該模型如下圖所示,該模型中涉及到三個(gè)角色:

ROS Master (管理者)
Talker (參數(shù)設(shè)置者)
Listener (參數(shù)調(diào)用者)

ROS Master 作為一個(gè)公共容器保存參數(shù)，Talker 可以向容器中設(shè)置參數(shù)，Listener 可以獲取參數(shù)。

在這里插入圖片描述

整個(gè)流程由以下步驟實(shí)現(xiàn):

1.Talker 設(shè)置參數(shù)

Talker 通過(guò) RPC 向參數(shù)服務(wù)器發(fā)送參數(shù)(包括參數(shù)名與參數(shù)值)，ROS Master 將參數(shù)保存到參數(shù)列表中。

2.Listener 獲取參數(shù)

Listener 通過(guò) RPC 向參數(shù)服務(wù)器發(fā)送參數(shù)查找請(qǐng)求，請(qǐng)求中包含要查找的參數(shù)名。

3.ROS Master 向 Listener 發(fā)送參數(shù)值

ROS Master 根據(jù)步驟2請(qǐng)求提供的參數(shù)名查找參數(shù)值，并將查詢(xún)結(jié)果通過(guò) RPC 發(fā)送給 Listener。

注意:參數(shù)服務(wù)器不是為高性能而設(shè)計(jì)的，因此最好用于存儲(chǔ)靜態(tài)的非二進(jìn)制的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)

三、參數(shù)操作(C++)

在 C++ 中實(shí)現(xiàn)參數(shù)服務(wù)器數(shù)據(jù)的增刪改查，均可以通過(guò)兩套 API 實(shí)現(xiàn):

ros::NodeHandle

ros::param

下面為具體操作演示：

1.參數(shù)服務(wù)器新增(修改)參數(shù) 【增、改】

/*
    參數(shù)服務(wù)器操作之新增與修改(二者API一樣)_C++實(shí)現(xiàn):
    在 roscpp 中提供了兩套 API 實(shí)現(xiàn)參數(shù)操作
    ros::NodeHandle
        setParam("鍵",值)
    ros::param
        set("鍵","值")
    示例:分別設(shè)置整形、浮點(diǎn)、字符串、bool、列表、字典等類(lèi)型參數(shù)
        修改(相同的鍵，不同的值)
*/
#include "ros/ros.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc,argv,"set_update_param");
    std::vector<std::string> stus;
    stus.push_back("zhangsan");
    stus.push_back("李四");
    stus.push_back("王五");
    stus.push_back("孫大腦袋");
    std::map<std::string,std::string> friends;
    friends["guo"] = "huang";
    friends["yuang"] = "xiao";
    //NodeHandle--------------------------------------------------------
    ros::NodeHandle nh;
    nh.setParam("nh_int",10); //整型
    nh.setParam("nh_double",3.14); //浮點(diǎn)型
    nh.setParam("nh_bool",true); //bool
    nh.setParam("nh_string","hello NodeHandle"); //字符串
    nh.setParam("nh_vector",stus); // vector
    nh.setParam("nh_map",friends); // map
    //修改演示(相同的鍵，不同的值)
    nh.setParam("nh_int",10000);
    //param--------------------------------------------------------
    ros::param::set("param_int",20);
    ros::param::set("param_double",3.14);
    ros::param::set("param_string","Hello Param");
    ros::param::set("param_bool",false);
    ros::param::set("param_vector",stus);
    ros::param::set("param_map",friends);
    //修改演示(相同的鍵，不同的值)
    ros::param::set("param_int",20000);
    return 0;
}

2.參數(shù)服務(wù)器獲取參數(shù) 【查】

/*
    參數(shù)服務(wù)器操作之查詢(xún)_C++實(shí)現(xiàn):
    在 roscpp 中提供了兩套 API 實(shí)現(xiàn)參數(shù)操作
    ros::NodeHandle
        param(鍵,默認(rèn)值)
            存在，返回對(duì)應(yīng)結(jié)果，否則返回默認(rèn)值
        getParam(鍵,存儲(chǔ)結(jié)果的變量)
            存在,返回 true,且將值賦值給參數(shù)2
            若果鍵不存在，那么返回值為 false，且不為參數(shù)2賦值
        getParamCached(鍵,存儲(chǔ)結(jié)果的變量)--提高變量獲取效率
            存在,返回 true,且將值賦值給參數(shù)2
            若果鍵不存在，那么返回值為 false，且不為參數(shù)2賦值
        getParamNames(std::vector<std::string>)
            獲取所有的鍵,并存儲(chǔ)在參數(shù) vector 中
        hasParam(鍵)
            是否包含某個(gè)鍵，存在返回 true，否則返回 false
        searchParam(參數(shù)1，參數(shù)2)
            搜索鍵，參數(shù)1是被搜索的鍵，參數(shù)2存儲(chǔ)搜索結(jié)果的變量
    ros::param ----- 與 NodeHandle 類(lèi)似
*/
#include "ros/ros.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    setlocale(LC_ALL,"");
    ros::init(argc,argv,"get_param");
    //NodeHandle實(shí)現(xiàn)--------------------------------------------------------
    /*
    ros::NodeHandle nh;
    // 1.param 函數(shù)
    int res1 = nh.param("nh_int",100); // 鍵存在
    int res2 = nh.param("nh_int2",100); // 鍵不存在
    ROS_INFO("param獲取結(jié)果:%d,%d",res1,res2);
    // 2.getParam 函數(shù)
    int nh_int_value;
    double nh_double_value;
    bool nh_bool_value;
    std::string nh_string_value;
    std::vector<std::string> stus;
    std::map<std::string, std::string> friends;
    nh.getParam("nh_int",nh_int_value);
    nh.getParam("nh_double",nh_double_value);
    nh.getParam("nh_bool",nh_bool_value);
    nh.getParam("nh_string",nh_string_value);
    nh.getParam("nh_vector",stus);
    nh.getParam("nh_map",friends);
    ROS_INFO("getParam獲取的結(jié)果:%d,%.2f,%s,%d",
            nh_int_value,
            nh_double_value,
            nh_string_value.c_str(),
            nh_bool_value
            );
    for (auto &&stu : stus)
    {
        ROS_INFO("stus 元素:%s",stu.c_str());        
    }
    for (auto &&f : friends)
    {
        ROS_INFO("map 元素:%s = %s",f.first.c_str(), f.second.c_str());
    }
    // getParamCached()
    nh.getParamCached("nh_int",nh_int_value);
    ROS_INFO("通過(guò)緩存獲取數(shù)據(jù):%d",nh_int_value);
    //getParamNames()
    std::vector<std::string> param_names1;
    nh.getParamNames(param_names1);
    for (auto &&name : param_names1)
    {
        ROS_INFO("名稱(chēng)解析name = %s",name.c_str());        
    }
    ROS_INFO("----------------------------");
    ROS_INFO("存在 nh_int 嗎? %d",nh.hasParam("nh_int"));
    ROS_INFO("存在 nh_intttt 嗎? %d",nh.hasParam("nh_intttt"));
    std::string key;
    nh.searchParam("nh_int",key);
    ROS_INFO("搜索鍵:%s",key.c_str());
    */
    //param實(shí)現(xiàn)--------------------------------------------------------
    ROS_INFO("++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++");
    int res3 = ros::param::param("param_int",20); //存在
    int res4 = ros::param::param("param_int2",20); // 不存在返回默認(rèn)
    ROS_INFO("param獲取結(jié)果:%d,%d",res3,res4);
    // getParam 函數(shù)
    int param_int_value;
    double param_double_value;
    bool param_bool_value;
    std::string param_string_value;
    std::vector<std::string> param_stus;
    std::map<std::string, std::string> param_friends;
    ros::param::get("param_int",param_int_value);
    ros::param::get("param_double",param_double_value);
    ros::param::get("param_bool",param_bool_value);
    ros::param::get("param_string",param_string_value);
    ros::param::get("param_vector",param_stus);
    ros::param::get("param_map",param_friends);
    ROS_INFO("getParam獲取的結(jié)果:%d,%.2f,%s,%d",
            param_int_value,
            param_double_value,
            param_string_value.c_str(),
            param_bool_value
            );
    for (auto &&stu : param_stus) // &&右值引用
    {
        ROS_INFO("stus 元素:%s",stu.c_str());        
    }
    for (auto &&f : param_friends)
    {
        ROS_INFO("map 元素:%s = %s",f.first.c_str(), f.second.c_str());
    }
    // getParamCached()
    ros::param::getCached("param_int",param_int_value);
    ROS_INFO("通過(guò)緩存獲取數(shù)據(jù):%d",param_int_value);
    //getParamNames()
    std::vector<std::string> param_names2;
    ros::param::getParamNames(param_names2);
    for (auto &&name : param_names2)
    {
        ROS_INFO("名稱(chēng)解析name = %s",name.c_str());        
    }
    ROS_INFO("----------------------------");
    ROS_INFO("存在 param_int 嗎? %d",ros::param::has("param_int"));
    ROS_INFO("存在 param_intttt 嗎? %d",ros::param::has("param_intttt"));
    std::string key;
    ros::param::search("param_int",key);
    ROS_INFO("搜索鍵:%s",key.c_str());
    return 0;
}

3.參數(shù)服務(wù)器刪除參數(shù) 【刪】

/* 
    參數(shù)服務(wù)器操作之刪除_C++實(shí)現(xiàn):
    ros::NodeHandle
        deleteParam("鍵")
        根據(jù)鍵刪除參數(shù)，刪除成功，返回 true，否則(參數(shù)不存在)，返回 false
    ros::param
        del("鍵")
        根據(jù)鍵刪除參數(shù)，刪除成功，返回 true，否則(參數(shù)不存在)，返回 false
*/
#include "ros/ros.h"
int main(int argc, char *argv[])
{   
    setlocale(LC_ALL,"");
    ros::init(argc,argv,"delete_param");
    ros::NodeHandle nh;
    bool r1 = nh.deleteParam("nh_int");
    ROS_INFO("nh 刪除結(jié)果:%d",r1);
    bool r2 = ros::param::del("param_int");
    ROS_INFO("param 刪除結(jié)果:%d",r2);
    return 0;
}

4.配置CMakeList.txt

add_executable(demo01_param_set src/demo01_param_set.cpp)
add_executable(demo02_param_get src/demo02_param_get.cpp)
add_executable(demo03_param_del src/demo03_param_del.cpp)
target_link_libraries(demo01_param_set
  ${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(demo02_param_get
  ${catkin_LIBRARIES}
)
target_link_libraries(demo03_param_del
  ${catkin_LIBRARIES}
)

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