ROS2机器人操作系统

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前言

类似C++编程中的全局变量，可以便于在多个程序中共享某些数据，参数是ROS机器人系统中的全局字典，可以运行多个节点中共享数据。

一、参数概念

全局字典

在ROS系统中，参数是以全局字典的形态存在的，什么叫字典？就像真实的字典一样，由名称和数值组成，也叫做键和值，合成键值。或者我们也可以理解为，就像编程中的参数一样，有一个参数名 ，然后跟一个等号，后边就是参数值了，在使用的时候，访问这个参数名即可。

可动态监控

在ROS2中，参数的特性非常丰富，比如某一个节点共享了一个参数，其他节点都可以访问，如果某一个节点对参数进行了修改，其他节点也有办法立刻知道，从而获取最新的数值。这在参数的高级编程中，大家都可能会用到。

二、使用案例

1.小海龟例程中的参数

启动两个终端，分别运行小海龟仿真器和键盘控制节点：

$ ros2 run turtlesim turtlesim_node
$ ros2 run turtlesim turtle_teleop_key
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查看参数列表

当前系统中有哪些参数呢？我们可以启动一个终端，并使用如下命令查询：

 ros2 param list
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参数查询与修改

如果想要查询或者修改某个参数的值，可以在param命令后边跟get或者set子命令：

$ ros2 param describe turtlesim background_b   # 查看某个参数的描述信息
$ ros2 param get turtlesim background_b        # 查询某个参数的值
$ ros2 param set turtlesim background_b 10     # 修改某个参数的值
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参数文件保存与加载
一个一个查询/修改参数太麻烦了，不如试一试参数文件，ROS中的参数文件使用yaml格式，可以在param命令后边跟dump子命令，将某个节点的参数都保存到文件中，或者通过load命令一次性加载某个参数文件中的所有内容：

$ ros2 param dump turtlesim >> turtlesim.yaml  # 将某个节点的参数保存到参数文件中
$ ros2 param load turtlesim turtlesim.yaml     # 一次性加载某一个文件中的所有参数
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2.参数编程

接下来就要开始写程序了，在程序中设置参数和读取参数都比较简单，一两句函数就可以实现，我们先来体验一下这几个函数的使用方法。

运行效果

启动一个终端，先运行第一句指令，启动param_declare节点，终端中可以看到循环打印的日志信息，其中的“mbot”就是我们设置的一个参数值，参数名称是“robot_name”，通过命令行修改这个参数，看下终端中会发生什么？

$ ros2 run learning_parameter param_declare
$ ros2 param set param_declare robot_name turtle
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代码解析

import rclpy                                     # ROS2 Python接口库
from rclpy.node   import Node                    # ROS2 节点类

class ParameterNode(Node):
    def __init__(self, name):
        super().__init__(name)                                    # ROS2节点父类初始化
        self.timer = self.create_timer(2, self.timer_callback)    # 创建一个定时器（单位为秒的周期，定时执行的回调函数）
        self.declare_parameter('robot_name', 'mbot')              # 创建一个参数，并设置参数的默认值

    def timer_callback(self):                                      # 创建定时器周期执行的回调函数
        robot_name_param = self.get_parameter('robot_name').get_parameter_value().string_value   # 从ROS2系统中读取参数的值

        self.get_logger().info('Hello %s!' % robot_name_param)     # 输出日志信息，打印读取到的参数值

        new_name_param = rclpy.parameter.Parameter('robot_name',   # 重新将参数值设置为指定值
                            rclpy.Parameter.Type.STRING, 'mbot')
        all_new_parameters = [new_name_param]
        self.set_parameters(all_new_parameters)                    # 将重新创建的参数列表发送给ROS2系统

def main(args=None):                                 # ROS2节点主入口main函数
    rclpy.init(args=args)                            # ROS2 Python接口初始化
    node = ParameterNode("param_declare")            # 创建ROS2节点对象并进行初始化
    rclpy.spin(node)                                 # 循环等待ROS2退出
    node.destroy_node()                              # 销毁节点对象
    rclpy.shutdown()                                 # 关闭ROS2 Python接口

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