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回溯rosbag2

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本文由簡體中文內容確定性轉換，並受版本化術語表保護。

1.概述

方式1一邊採集數據，一邊生成地圖信息。

方式2是將採集數據和生成地圖信息分割開來了，方式2做到了解耦合，所以更靈活一些。用同一套數據，可能用不同的算法處理，總之，非常靈活。

留存的過程咱們也可以叫做序列化。（轉化為磁盤文件）

留存一般叫錄製（序列化）。

讀取一般叫回放(反序列化)。

留存時也可以將文件進行分卷，也就是每個文件最大能佔多大的大小，如果超過該大小，就新建一個文件繼續留存。（類似於壓縮文件的分卷）

這樣的話，存的數據太大，我們一次性打開太慢，就可以分段打開。

需要依賴於rosbag2_cpp或者rosbag2_py

然後還要依賴於geometry_msgs，這個是因為我們要序列化的數據是這個包下的速度指令。

ros2 pkg create cpp02_rosbag --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp rosbag2_cpp geometry_msgs --node-name cpp01_writer

2.rosbag2的命令工具

一般ROSBAG2的使用有命令行工具和編碼兩種使用方式，命令行工具功能比較齊全，夠用。

查看幫助文檔ros2 bag -h

主要有6個指令。

可以看record的詳細用法。

record是用來將消息序列化的，但實際上比這個複雜。(錄製)

play是用來反序列化消息的，但實際上比這個複雜。(回放)

ROS 2 Message
    ↓ serialization
serialized bytes
    ↓ rosbag2 + timestamp + topic metadata + storage plugin
bag

序列化只是錄製過程中的一個環節。

record 實際上包含：

发现 Topic
    ↓
建立 Subscription
    ↓
接收序列化消息
    ↓
记录时间戳
    ↓
交给 Storage Plugin
    ↓
写入磁盘
读取 bag
    ↓
按照记录时间调度消息
    ↓
创建 Publisher
    ↓
按照 QoS 发布
    ↓
ROS 2 其他节点重新收到消息

這一點非常重要，因為後面所有 QoS 問題，本質上就是 Recorder 是訂閲者、Player 是發佈者。

info是用來輸出bag文件的相關信息的。比如有多少條消息，錄製起始時間和終止時間以及持續時間。

reindex是重建bag文件，可以根據現有 bag 數據重新構建 metadata。 例如異常退出導致 metadata.yaml 缺失或損壞時，它很有價值。

list是輸出rosbag2中可用的插件(高階應用)。

convert我們可以用這個給bag重新讀取再寫出一個新的 bag，也可以把多個bag文件合併成一個文件。 可以用來：

  • 合併 bag
  • 拆分 bag
  • 重新選擇話題
  • 改 storage
  • 壓縮/解壓
  • 修改序列化格式

打開小烏龜節點與鍵盤控制小烏龜節點。

我們用鍵盤控制小烏龜，然後把速度指令通過rosbag2給序列化。

然後我們關掉兩個節點，再重啓小烏龜節點，然後這次不通過鍵盤控制，而是通過play bag文件讓小烏龜運動。

record指令後面要跟一個話題組成的列表，但是在咱們下面的操作中，只用到了一個話題。

然後再用output，把序列化後的文件寫出到一個磁盤目錄中去。

cd進想保存bag的目錄，然輸入record指令，後面跟話題名稱，然後-o +bag文件名，這裏也可以不重新命名bag文件，這樣會用默認的名字，默認的名稱是年月日命名的。

這樣就已經開始錄製了。

按Ctrl + C進行結束，結束有個提示，説正在將消息寫入bag，需要一段時間。

my_bag/
├── metadata.yaml
└── my_bag_0.db3

其中：

metadata.yaml
    → bag 的描述信息
    → 录了哪些 topic
    → topic 类型
    → 消息数量
    → duration
    → storage id
    → bag 分片信息
    ...

*.db3
    → SQLite3 storage plugin 真正保存的消息数据

db3是SQLite數據庫，這個是移動端(比如手機)常用的數據庫，但其他平台其實也可以用。 所以 .db3 才是主要的數據載體。

這個數據庫就存儲了錄製的數據。

Humble 默認用 SQLite3 storage plugin 保存 bag。

而且存儲插件是可替換的。你本機究竟有哪些插件，不應該靠猜，應該直接：

ros2 bag list storage

Humble 的 CLI 會根據系統實際註冊的 writer 插件決定 -s/--storage 可以選擇什麼。ROS 2 Humble rosbag2 README

3.rosbag2中的QoS

前面已經知道，rosbag2 在錄製和回放時並不是單純地“讀寫文件”：

录制：Publisher → rosbag2 Recorder（Subscriber）

回放：rosbag2 Player（Publisher）→ Subscriber

因此，只要 rosbag2 參與 ROS 2 通信，就同樣要遵守 ROS 2 的 QoS（服務質量，Quality of Service）規則。

ROS 2 的 QoS 策略很多，例如 History（歷史策略）、Depth（隊列深度）、Reliability（可靠性）、Durability（持久性）、Deadline（截止期限）、Liveliness（活躍性） 等。

對於 rosbag2 的錄製和回放，首先最需要理解的是：

  • Reliability（可靠性）：Reliable（可靠） 和 Best Effort（盡力而為）
  • Durability（持久性）：Transient Local（本地瞬態） 和 Volatile（易失性）

官方文檔：

3.1.Request / Offered 模型

ROS 2 中，Publisher 和 Subscriber 的 QoS 並不是“必須完全相同”才能通信。

它採用的是 Request / Offered 模型：

Publisher
    ↓
Offered QoS（提供的服务质量）

Subscriber
    ↓
Requested QoS（请求的服务质量）

只有 Publisher 提供的 QoS 能滿足 Subscriber 請求的 QoS，兩者才能正常通信。

所以不能簡單理解成：

Publisher QoS == Subscriber QoS

而應該理解成：

Publisher 提供的能力
        ↓
能不能满足 Subscriber 的要求？

這個規則對普通 ROS 2 節點成立，對 rosbag2 也一樣成立。

錄製時：

原节点 Publisher
        ↓
rosbag2 Recorder Subscriber

回放時：

rosbag2 Player Publisher
        ↓
算法节点 Subscriber

3.2.Reliability（可靠性）

Reliability 決定消息傳輸過程中，對“消息是否必須儘量送達”的要求。

Reliable（可靠） 可以理解為：

尽量保证消息送达
如果底层发现消息丢失，可以进行重传等处理

Best Effort（盡力而為） 可以理解為：

尽最大努力发送
如果某条消息丢失，不要求一定重传
更加关注最新的数据

很多高頻傳感器數據使用的 Sensor Data QoS Profile 會採用 Best Effort。對於這類數據，相比於等待舊數據重傳，系統通常更關心最新的傳感器數據。

Reliability 的兼容關係如下：

Publisher Offered Subscriber Requested 是否兼容
Best Effort Best Effort ✅
Best Effort Reliable ❌
Reliable Best Effort ✅
Reliable Reliable ✅

最容易混淆的是下面兩種情況：

Best Effort Publisher
        ↓
Reliable Subscriber

❌ 不兼容

原因是 Subscriber 要求“可靠傳輸”，但 Publisher 只提供 Best Effort，無法滿足 Subscriber 的要求。

反過來：

Reliable Publisher
        ↓
Best Effort Subscriber

✅ 兼容

因為 Publisher 提供的能力已經能夠滿足 Subscriber 較低的要求。

因此，Reliable 並不是簡單意義上的“比 Best Effort 更高級，所以任何時候都應該選 Reliable”。

QoS 的核心是：雙方是否兼容，以及這種通信策略是否適合當前數據。

3.3.Durability（持久性）

Durability 主要決定：一個 Subscriber 後加入通信時，能不能收到 Publisher 之前已經發布過的數據。

Volatile（易失性） 可以理解為：

只接收建立通信之后的新消息
不保留之前已经发布的历史消息

例如：

Publisher：A  B  C

                Subscriber 在这里启动

Publisher：          D  E

如果 Subscriber 使用 Volatile，它通常只關心：

D  E

而不會要求得到之前的：

A  B  C

Transient Local（本地瞬態） 則允許 Publisher 為後加入的 Subscriber 保留一定的歷史樣本。

可以把它理解成：

Publisher
   │
   ├── 发布消息
   │
   └── 在本地保留历史样本
             ↓
       Late Joiner Subscriber

它的行為和 ROS 1 中 latched publisher 的概念有一定相似之處。

Durability 的兼容關係如下：

Publisher Offered Subscriber Requested 是否兼容
Volatile Volatile ✅
Volatile Transient Local ❌
Transient Local Volatile ✅
Transient Local Transient Local ✅

其中：

Volatile Publisher
        ↓
Transient Local Subscriber

❌ 不兼容

因為 Subscriber 要求能夠獲得 Transient Local 的歷史數據能力，但 Publisher 並沒有提供這種能力。

而：

Transient Local Publisher
        ↓
Volatile Subscriber

✅ 可以通信

但 Volatile Subscriber 並不會因為 Publisher 是 Transient Local，就自動要求得到建立通信之前的歷史數據。

3.4./tf_static為什麼特殊

/tf_static 是理解 Durability 很典型的例子。

靜態 TF 的特點是：

变换关系基本不会变化
        ↓
没有必要像动态 /tf 一样持续高频发布

例如機械人中的某個固定傳感器變換：

base_link
    ↓
laser_link

這個靜態關係可能在系統啓動時就已經發布。

假設：

10:00:00
Static TF Publisher 发布 /tf_static

10:00:20
rosbag2 Recorder 才启动

如果 Recorder 只能接收啓動之後的新數據，而 /tf_static 後面又沒有重新發布，那麼這個 bag 就可能缺少關鍵的靜態座標變換。

因此 /tf_static 使用 Transient Local Durability，使後加入的 Subscriber 也有機會獲得之前保留的靜態 TF 數據。

這也是為什麼錄製 SLAM、定位和導航數據時，不能只確認“bag 裏面有沒有 /tf”，還需要關注 /tf_static 是否被正確錄製。

3.5.rosbag2會自動適配QoS

理解 QoS 以後，也不要走到另一個極端：

是不是录每一个 Topic 都必须手动写 QoS？

通常不是。

ROS 2 Humble 的 rosbag2 在錄製時會根據發現到的 Publisher 嘗試調整 Recorder 的 Requested QoS；在回放時，也會嘗試保留原 Topic 原先 Offered 的 QoS。

因此大多數普通 Topic 不需要手動指定 QoS。

但是在一些需要明確控制行為的場景中，例如：

  • 關鍵傳感器 Topic
  • /tf_static
  • 同一個 Topic 存在多個 Publisher，並且 QoS 不完全一致
  • 默認自動適配無法滿足實際錄製或回放需求
  • 希望實驗中的 QoS 行為固定、可復現

就可以使用 rosbag2 的 QoS Override。

3.6.查看Topic實際使用的QoS

不要只根據源碼、Topic 名字或者經驗猜測實際 QoS。

系統真正運行起來後，可以使用：

ros2 topic info -v /topic_name

查看該 Topic 當前 Publisher 和 Subscriber 實際使用的 QoS。

例如重點觀察：

Reliability
Durability
History
Depth

尤其在實車中，最終的 rosbag2 配置應該以實際運行時的 Topic 和 QoS為準。

3.7.rosbag2 QoS Override

rosbag2 可以通過 YAML 文件為特定 Topic 覆蓋 QoS。

例如：

/tf_static:
  reliability: reliable
  durability: transient_local

如果某個傳感器 Topic 實際使用 Best Effort，也可以按實際情況配置：

/sensor_points:
  reliability: best_effort
  durability: volatile

這裏的 /sensor_points 只是示例。實際工程中應當先運行系統，再通過 ros2 topic info -v 確認真實 Topic 和 QoS。

錄製時使用：

ros2 bag record \
  --qos-profile-overrides-path qos_overrides.yaml \
  /topic1 /topic2

此時 QoS Override 影響的是：

rosbag2 Recorder
        ↓
Subscription QoS

回放時使用：

ros2 bag play \
  --qos-profile-overrides-path qos_overrides.yaml \
  my_bag

此時 QoS Override 影響的是：

rosbag2 Player
        ↓
Publisher QoS

所以同一個參數在 record 和 play 中的作用對象並不相同。

最終可以把這一節的關係整理成：

录制

原 Publisher
    │ Offered QoS
    ↓
rosbag2 Recorder
    Requested QoS


回放

rosbag2 Player
    │ Offered QoS
    ↓
算法 Subscriber
    Requested QoS

理解這個模型以後，後面處理傳感器數據、/tf_static 以及 rosbag2 的 QoS Override，就不再只是記配置參數，而是在判斷：

Publisher 提供的 QoS，能不能滿足 Subscriber 請求的 QoS。

4.rosbag2的話題選擇

實際使用 rosbag2 時，首先要決定的就是：到底錄哪些 Topic。

最直接的方式是顯式指定 Topic：

ros2 bag record /topic1 /topic2 /topic3

這種方式最明確，也最適合已經知道自己需要哪些數據的場景。

如果希望錄製當前系統中的全部 Topic，可以使用：

ros2 bag record -a

其中：

-a
--all

表示錄製所有能夠發現的 Topic。

默認情況下，rosbag2 在錄製過程中還會繼續進行 Topic Discovery。也就是説，即使某個 Topic 在啓動 rosbag2 時還不存在，只要後面出現，Recorder 仍然可以發現它並開始錄製。

如果不希望錄製過程中繼續發現新 Topic，可以使用：

ros2 bag record -a --no-discovery

此時只會考慮 Recorder 啓動時已經存在的 Topic。

需要注意，Humble 中 --use-sim-time 和 --no-discovery 不能同時使用，因為使用仿真時間時 Recorder 需要發現並訂閲 /clock。

4.1.使用正則表達式選擇Topic

除了顯式列出 Topic 和使用 -a 以外，還可以使用：

-e
--regex

例如：

ros2 bag record -e ".*camera.*"

它適合 Topic 數量比較多，並且命名有明顯規律的系統。

4.2.排除不需要的Topic

如果希望先選擇一大批 Topic，再排除其中一部分，可以使用：

-x
--exclude

例如：

ros2 bag record -a -x ".*debug.*"

可以理解成：

先选择一批 Topic
        ↓
再排除匹配 exclude 的 Topic

Humble 中，--exclude 需要和 --all 或 --regex 一起使用。顯式列出 Topic 時不能同時使用 --exclude。

4.3.Hidden Topic和Unpublished Topic

--include-hidden-topics 用於把隱藏 Topic 也納入發現和錄製範圍。隱藏 Topic 通常用於 ROS 2 內部或框架功能，一般不需要默認錄製。

--include-unpublished-topics 則允許發現併為當前沒有 Publisher 的 Topic 建立 Subscription。對於這種 Topic，如果沒有額外提供 QoS Override，rosbag2 會使用默認 QoS 建立 Subscription。

4.4.Topic選擇的基本原則

可以簡單理解為：

临时调试 / 初步摸清系统
        ↓
-a 比较方便

长期录制 / 固定实验
        ↓
显式 Topic 或正则筛选更可控

-a 並不一定是錯誤的，但它可能把大量無關、高頻或者調試 Topic 一起錄下來。

Topic 越多，通常意味着：

DDS 接收量增加
        ↓
内存缓存压力增加
        ↓
磁盘写入量增加
        ↓
bag 体积增加

因此在正式實驗中，更重要的不是“錄得越多越好”，而是保證真正需要的數據被完整記錄。

5.rosbag2中的時間

rosbag2 不只是保存消息內容，還必須為消息記錄時間。時間決定了回放時消息之間的先後關係和間隔。

在普通系統中，Recorder 通常使用正常的 ROS/System 時間。

但是在 Gazebo 等仿真環境裏，經常會使用 ROS Time，並由 /clock 提供仿真時間。

5.1.錄製時使用仿真時間

Humble 中可以使用：

ros2 bag record --use-sim-time -a

開啓以後，Recorder 會訂閲 /clock，並使用最新收到的仿真時間作為寫入 bag 的時間戳。

這裏有一個非常重要的行為：

在收到第一條 /clock 之前，rosbag2 不會把消息寫入 bag。

這是為了避免前面的消息以時間 0 寫入，隨後時間突然跳到正常仿真時間，導致 bag 的時間軸出現很大的跳變。

可以理解成：

启动 Recorder
      ↓
等待 /clock
      ↓
收到第一个有效仿真时间
      ↓
开始正常写 bag

所以：

实机正常系统
    ↓
通常不需要 --use-sim-time

使用 /clock 的仿真系统
    ↓
需要考虑 --use-sim-time

5.2.回放時發佈/clock

回放 bag 時，可以讓 Player 發佈 /clock：

ros2 bag play my_bag --clock

Humble 中，--clock 可以指定發佈頻率：

ros2 bag play my_bag --clock 40

如果只寫 --clock，Humble 默認使用 40 Hz。

這對於設置了：

use_sim_time = true

的節點很重要，因為這些節點需要從 /clock 獲取 ROS Time。

5.3.bag時間和消息Header不是一回事

很多 ROS 2 消息本身帶有：

header.stamp

但 rosbag2 自己也會記錄用於保存和調度消息的 bag 時間。

所以不能簡單把：

消息内部的 header.stamp

和：

rosbag2 的记录/回放时间

認為是同一個概念。

6.rosbag2的分卷

如果長時間錄製數據，一個 bag 內部的數據文件可能越來越大。

rosbag2 支持按照文件大小或者錄製時間自動分卷。

6.1.按大小分卷

Humble 使用：

-b
--max-bag-size

單位是 byte。

例如：

ros2 bag record -a -b 1000000000

噹噹前 bag 數據文件達到設定大小後，會切換到新的分片繼續寫入。參數為 0 時關閉按大小分卷。

6.2.按時間分卷

Humble 使用：

-d
--max-bag-duration

單位是秒。

例如：

ros2 bag record -a -d 900

表示大約每錄製 900 秒切換到新的分片。參數為 0 時關閉按時間分卷。

6.3.同時設置大小和時間

兩個條件可以同時啓用：

ros2 bag record -a \
  --max-bag-size 1000000000 \
  --max-bag-duration 900

此時：

达到大小上限
      或
达到时间上限
      ↓
哪个先发生，就先触发分卷

一個 bag 目錄中可能出現：

my_bag/
├── metadata.yaml
├── my_bag_0.db3
├── my_bag_1.db3
├── my_bag_2.db3
└── ...

這些文件仍然屬於同一個邏輯上的 bag。

分卷除了控制單文件大小，也方便長時間錄製、文件傳輸、數據歸檔和異常情況下的恢復。官方 rosbag2 文檔也建議在使用壓縮時考慮配合分卷。

7.rosbag2的壓縮

傳感器數據、圖像、點雲等 Topic 可能很快產生大量數據。

rosbag2 可以在錄製過程中進行壓縮，主要通過：

--compression-mode
--compression-format

配置。

7.1.Compression Mode

Humble 支持：

none
file
message

其中：

  • none：不啓用壓縮；
  • file：對 bag 數據文件進行壓縮；
  • message：按消息進行壓縮。

7.2.Compression Format

Humble 官方 rosbag2 提供的壓縮格式是：

zstd

例如：

ros2 bag record -a \
  --compression-mode file \
  --compression-format zstd

如果指定了 --compression-format，卻沒有設置有效的 --compression-mode，Humble 會認為參數組合無效。

7.3.壓縮不是沒有代價

壓縮本質上是在：

磁盘占用
    ↕
CPU计算量

之間進行權衡。

大致可以理解成：

不压缩
  ↓
CPU 开销较低
磁盘写入量和文件体积较大

启用压缩
  ↓
文件体积可能下降
但需要额外 CPU 进行压缩

因此不能只因為“文件更小”就默認打開壓縮，還應該觀察 Recorder 是否掉消息、CPU 是否過載、磁盤是否成為瓶頸，以及最終 bag 是否能夠穩定回放。

Humble 還提供：

--compression-queue-size
--compression-threads

用於控制壓縮隊列和並行線程。這類參數通常應該在確實遇到性能問題以後再調整。

8.rosbag2的存儲配置

前面已經知道，rosbag2 的底層數據保存由 Storage Plugin 完成。

可以查看當前系統安裝的 Storage Plugin：

ros2 bag list storage

錄製時可以通過：

-s
--storage

選擇 storage id，例如：

ros2 bag record -a -s sqlite3

如果不指定，rosbag2 會使用當前系統的默認 writer。

8.1.storage配置文件

Humble 支持：

--storage-config-file

傳入 Storage Plugin 自己的配置。

對於 SQLite3 Storage Plugin，配置結構可以包含：

read:
  pragmas: []

write:
  pragmas: []

這裏的 pragma 是 SQLite 自己的數據庫配置，例如可能涉及 journal mode、synchronous、cache size、page size 等。

這些參數會影響：

写入性能
内存占用
崩溃时的数据安全性

因此不應該在不瞭解 SQLite 行為時隨意修改。

8.2.性能和數據安全之間的權衡

rosbag2 默認 SQLite 設置偏向錄製性能。

這樣有利於高吞吐寫入，但如果 Recorder 或整個系統異常崩潰，當前正在寫入的數據文件可能存在損壞風險。

如果已經啓用分卷，風險通常主要集中在當前正在寫入的分片，而不是已經正常關閉的舊分片。

Humble 還提供：

--storage-preset-profile

官方文檔提到可以使用：

resilient

提高對異常崩潰造成損壞的抵抗能力。

但更高的數據安全性也可能帶來一定的性能代價，所以 Storage 配置同樣是在平衡：

写入性能
    ↕
异常情况下的数据完整性

9.rosbag2的回放控制

最基本的回放命令是：

ros2 bag play my_bag

除此以外，Humble 的 Player 還提供很多控制選項。

9.1.調整回放速度

使用：

-r
--rate

例如：

ros2 bag play my_bag -r 0.5

表示按照原始時間關係的一半速度回放。

ros2 bag play my_bag -r 2.0

表示按照兩倍速度回放。rate 必須大於 0。

9.2.只回放部分Topic

使用：

--topics

例如：

ros2 bag play my_bag \
  --topics /topic1 /topic2

如果不指定 --topics，默認回放 bag 中的全部 Topic。

9.3.Topic Remap

Player 支持：

-m
--remap

例如：

ros2 bag play my_bag \
  --remap /old_topic:=/new_topic

這樣可以在不修改 bag 本身的情況下，把回放出來的 Topic 映射到新的名稱。

9.4.延遲、起始位置與暫停

--delay 可以讓 Player 啓動後等待一段時間再開始回放：

ros2 bag play my_bag --delay 5

--start-offset 可以從 bag 中間某個時間位置開始：

ros2 bag play my_bag --start-offset 30

-p / --start-paused 可以讓 Player 啓動後先處於暫停狀態。

9.5.循環播放

使用：

-l
--loop

例如：

ros2 bag play my_bag --loop

到達 bag 結尾後，會重新從頭開始播放。

9.6.回放緩存

Humble 提供：

--read-ahead-queue-size

控制 Player 預讀到內存中的消息隊列大小。

隊列更大可能減少因為磁盤讀取不足造成的播放延遲，但也會增加內存佔用。默認情況下通常不需要修改。

9.7.等待Reliable消息確認

Humble 還提供：

--wait-for-all-acked

用於在回放結束前等待 Reliable Publisher 發出的消息被 Subscriber 確認。

這個參數只對 Reliable QoS 有意義，適合某些短時間內快速發送大消息的場景。

9.8.通過Service控制Player

rosbag2 Player 還提供一組 ROS 2 Service，可以在運行期間控制播放狀態，例如：

pause
resume
toggle_paused
play_next
burst
seek
get_rate
set_rate
is_paused
play

因此 Player 並不只是一個“從頭到尾自動播放完”的命令，它也可以被其他程序動態控制。

總體上可以把回放過程理解成：

bag
 ↓
rosbag2 Player
 ├── 选择 Topic
 ├── 控制播放速度
 ├── 控制起始位置
 ├── Pause / Resume
 ├── Remap Topic
 ├── 发布 /clock
 └── 按 QoS 发布消息
           ↓
      ROS 2 节点

到這裏，rosbag2 在實際使用中最常見的錄製、回放和配置能力已經基本覆蓋。

對於一般工程，優先複用官方提供的 ros2 bag record、ros2 bag play 等工具，再通過參數、配置文件和 Launch 進行組織即可，沒有必要為了錄包功能重新實現一套 Recorder 或 Player。

下面的 C++ Writer / Reader 示例主要用於理解 rosbag2_cpp 的程序接口和基本工作原理。

10.rosbag2 C++案例分析及框架搭建

add_executable(demo01_writer src/demo01_writer.cpp)
ament_target_dependencies(
  demo01_writer
  "rclcpp"
  "rosbag2_cpp"
  "geometry_msgs"
)

add_executable(demo02_reader src/demo02_reader.cpp)
ament_target_dependencies(
  demo02_reader
  "rclcpp"
  "rosbag2_cpp"
  "geometry_msgs"
)

install(TARGETS 
  demo01_writer
  demo02_reader
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

11.rosbag2 C++ 錄製數據

/* 
  需求：录制 turtle_teleop_key 节点发布的速度指令。
  步骤：
    1.包含头文件；
    2.初始化 ROS 客户端；
    3.定义节点类；
      3-1.创建写出对象指针；
      3-2.设置写出的目标文件；
      3-3.写出消息。
    4.调用 spin 函数，并传入对象指针；
    5.释放资源。

 */
// 1.包含头文件；
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "rosbag2_cpp/writer.hpp"
#include "geometry_msgs/msg/twist.hpp"

using std::placeholders::_1;

// 3.定义节点类；
class SimpleBagRecorder : public rclcpp::Node
{
public:
  SimpleBagRecorder()
  : Node("simple_bag_recorder")
  {
    // 3-1.创建写出对象指针；
    writer_ = std::make_unique<rosbag2_cpp::Writer>();
    // 3-2.设置写出的目标文件；(目录为ws目录)
    writer_->open("src/cpp02_rosbag/my_bag");
    subscription_ = create_subscription<geometry_msgs::msg::Twist>(
      "/turtle1/cmd_vel", 10, std::bind(&SimpleBagRecorder::topic_callback, this, _1));
  }

private:
  void topic_callback(std::shared_ptr<rclcpp::SerializedMessage> msg) const
  {
    rclcpp::Time time_stamp = this->now();
    // 3-3.写出消息。
    RCLCPP_INFO(this->get_logger(),"数据写出... ...");
    writer_->write(msg, "/turtle1/cmd_vel", "geometry_msgs/msg/Twist", time_stamp);
  }

  rclcpp::Subscription<geometry_msgs::msg::Twist>::SharedPtr subscription_;
  std::unique_ptr<rosbag2_cpp::Writer> writer_;
};

int main(int argc, char * argv[])
{
  // 2.初始化 ROS 客户端；
  rclcpp::init(argc, argv);
  // 4.调用 spin 函数，并传入对象指针；
  rclcpp::spin(std::make_shared<SimpleBagRecorder>());
  // 5.释放资源。
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

這是一個相對目錄，目錄位置是工作空間目錄。

寫數據之前，要先創建一個訂閲方，訂閲方要建立一個回調函數。

回調函數入口參數，消息類型用write函數的入口參數。

這裏要用斜槓代替冒號，因為入口是string類型。

創建烏龜節點。

啓動writer節點

運行小烏龜

運行一會兒後，關掉所有節點。

成功生成了文件

驗證錄製文件是否成功。

在驗證前，先創建一個烏龜節點，不用創建控制節點。

ros2 bag play src/cpp02_rosbag/my_bag

可以看到烏龜正常走了。回放成功！

如果已經生成了一遍my_bag，再想生成新的會顯示不能覆蓋。

解決方案，可以把my_bag設置為動態的，加個時間戳或者直接按功能命名。

12.rosbag2 C++ 讀取數據

/* 
  需求：读取 bag 文件数据。
  步骤：
    1.包含头文件；
    2.初始化 ROS 客户端；
    3.定义节点类；
      3-1.创建读取对象指针；
      3-2.设置读取的目标文件；
      3-3.读消息；
      3-4.关闭文件。
    4.调用 spin 函数，并传入对象指针；
    5.释放资源。

 */
 // 1.包含头文件；
 #include "rclcpp/rclcpp.hpp"
 #include "rosbag2_cpp/reader.hpp"
 #include "geometry_msgs/msg/twist.hpp"
 // 3.定义节点类；
class SimpleBagPlayer: public rclcpp::Node {
public:
    SimpleBagPlayer():Node("simple_bag_player"){
        // 3-1.创建读取对象指针；
        reader_ = std::make_unique<rosbag2_cpp::Reader>();
        // 3-2.设置读取的目标文件；
        reader_->open("src/cpp02_rosbag/my_bag");
        // 3-3.读消息；
        while (reader_->has_next())
        {
            auto twist = reader_->read_next<geometry_msgs::msg::Twist>();
            RCLCPP_INFO(this->get_logger(),"线速度:%.2f, 角速度: %.2f",twist.linear.x, twist.angular.z);
        }
        // 3-4.关闭文件。
        reader_->close();
    }
private:
    std::unique_ptr<rosbag2_cpp::Reader> reader_;

};

int main(int argc, char const *argv[]){
    // 2.初始化 ROS 客户端；
    rclcpp::init(argc,argv);
    // 4.调用 spin 函数，并传入对象指针；
    rclcpp::spin(std::make_shared<SimpleBagPlayer>());
    // 5.释放资源。
    rclcpp::shutdown();
    return 0;
}

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這顯示能讀出來幾條信息。能讀出來8條。

正好8條