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[Python知识库]ROS动态调参客户端实现(python、C++)--原创


前言

最近在做一个dwa导航算法的优化,准备对其代价函数动手,将固定的参数改为动态可调整的,并且要求要有一定控制(高)频率。

很多教程都是通过rqt_reconfigue包调参的,虽然有友好的操作界面,但无法满足高频控制的要求(还是手动的,就很蠢233),所以我参照roswiki的方法,实现一个动态调参的客户端,基于pyhton语言(因为C++没有0.0,但有方法,后文会提到)

本文只介绍如何编写client端,至于server端以后再开新坑(懒)


一、查看可动态调整的参数

要注意的是,ros里面不是所有的参数都可以动态调整的(一般来说大部分都是静态的),如果要动态调参,需要按照官方dynamic_reconfigure包的规则(创建cfg文件之类的),因此我们可以查看相关的.cfg文件,查找我们想要修改的参数。

比如我dwa_local_planner包中找到的.cfg文件:

gen.add("sim_time", double_t, 0, "The amount of time to roll trajectories out for in seconds", 1.7, 0)
gen.add("sim_granularity", double_t, 0, "The granularity with which to check for collisions along each trajectory in meters", 0.025, 0)
gen.add("angular_sim_granularity", double_t, 0, "The granularity with which to check for collisions for rotations in radians", 0.1, 0)

gen.add("path_distance_bias", double_t, 0, "The weight for the path distance part of the cost function", 0.6, 0.0)
gen.add("goal_distance_bias", double_t, 0, "The weight for the goal distance part of the cost function", 0.8, 0.0)
gen.add("occdist_scale", double_t, 0, "The weight for the obstacle distance part of the cost function", 0.01, 0.0)
...

这些名称的参数,就是我们可以动态调整的参数了

二、开写一个客户端

原理

直接上官方的代码:

#!/usr/bin/env python

import rospy

import dynamic_reconfigure.client

def callback(config):
    rospy.loginfo("Config set to {int_param}, {double_param}, {str_param}, {bool_param}, {size}".format(**config))

if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("dynamic_client")

    client = dynamic_reconfigure.client.Client("dynamic_tutorials", timeout=30, config_callback=callback)

    r = rospy.Rate(0.1)
    x = 0
    b = False
    while not rospy.is_shutdown():
        x = x+1
        if x>10:
            x=0
        b = not b
        client.update_configuration({"int_param":x, "double_param":(1/(x+1)), "str_param":str(rospy.get_rostime()), "bool_param":b, "size":1})
        r.sleep()

官方的已经是最简单的一个demo了,但我再继续精简成三行重要代码

#!/usr/bin/env python
import rospy
import dynamic_reconfigure.client

if __name__ == "__main__":
    rospy.init_node("dynamic_client")

    client = dynamic_reconfigure.client.Client("dynamic_tutorials", timeout=30, config_callback=callback)

    client.update_configuration({"int_param":x, "double_param":y, "str_param":z, "bool_param":a, "size":b})
    #xyzab都是你想要的修改后的值,这里没有定义我随便写的变量哈哈

很容易让人迷糊的就是这些参数名,有些是随便起的,有些是要固定名字的,怎么找到对应的名字,个人觉得这个才是难点!!!
接下来breakdown一下:

#!/usr/bin/env python
import rospy
import dynamic_reconfigure.client

导包,这两个包要是都没有还是重装ros吧

rospy.init_node("dynamic_client")

初始化一个节点,这个名字可以随便起(nice)

client = dynamic_reconfigure.client.Client("dynamic_tutorials", timeout=30, config_callback=callback)
#timeout是超时时间
#callback是使用一个回调函数,这个是可以可选的,在update之后可以进入回调操作(比如输出一些日志)

初始化一个客户端(真的只有一行,这个太方便了),但是这个"dynamic_tutorials"就要写成你对应动态参数节点的名字了,可调参数节点就是给你提供动态参数调整的服务端。

  client.update_configuration({"int_param":x, "double_param":y, "str_param":z, "bool_param":a, "size":b})

可通过字典的方式,更新你动态参数节点下的参数

实现的一些小trick

有一个简单的方法可以查看你的动态参数节点:运行动态参数服务端节点(如果是move_base之类的话肯定有一堆,或者是你自己实现的服务端),在命令行键入以下命令:

rosrun dynamic_reconfigure dynparam list
#list all reconfigurable nodes (in alphabetic order).

我打开导航节点,运行命令后有如下输出:

rosrun dynamic_reconfigure dynparam list
/amcl
/camera/image_raw/compressed
/camera/image_raw/compressedDepth
/camera/image_raw/theora
/move_base
/move_base/DWAPlannerROS
/move_base/GlobalPlanner
/move_base/global_costmap
/move_base/global_costmap/inflation_layer
/move_base/global_costmap/static_layer
/move_base/local_costmap
/move_base/local_costmap/inflation_layer
/move_base/local_costmap/obstacle_layer
/move_base/local_costmap/static_layer

找到你想要的那个参数对应的节点名,替换上面的"dynamic_tutorials"就可以了,我需要是/move_base/DWAPlannerROS:

	#我的修改
    client = dynamic_reconfigure.client.Client("/move_base/DWAPlannerROS", timeout=10, config_callback=callback)

我想要修改的参数上文提到过(就是之前的gen.add()),所以我就把path_distance_bias更新一下

 client.update_configuration({"path_distance_bias" : 114514 })

三、验证

打开各位的rqt_reconfigure:

rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

看看自己想要改的参数是不是变了(不变就有鬼了)

写到这我发现,上文需要的动态参数节点名,可以在rqt_reconfigure界面直接查看0.0
动态参数节点名和对应的参数名字都有,果然是教学相长啊(我之前绝对注意到了,不是现在才发现的)

至此结束(终于,写死我了


总结

想用C++的各位,我本身也是用C++的,但API官方到现在好像都还没有给出,不过还是提供了通过调用系统命令修改的方法(用处不大),示例:system("rosrun dynamic_reconfigure dynparam set_from_parameters camera_synchronizer_node narrow_stereo_trig_mode 3");个人在小车上测试下来,延时有六七秒左右,实时性不敢恭维

我在网上找动态调参资料的时候,好多人都用rqt_reconfigure的方法,很难找到我想要的代码的方法,所以自己决定写一个相关的博客,给各位作为参考。

参考资料:dynamic_reconfigure的roswiki

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加:2022-09-24 20:53:29  更:2022-09-24 20:54:46 
 
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