rosbag2

1.基礎概念

參考rosbag2教程

2.SLAM

2.1.功能包的職責

nav_bag_tools使用官方ros2 bag record和ros2 bag play，通過launch統一選擇話題、QoS、輸出位置、分卷和回放模式。現有C++ Writer／Reader demo保留為學習示例，正式使用不需要運行它們。

本頁同時承擔該包的使用説明，不再另建內容重複的README。

nav_bag_tools/
├── launch/
│   ├── record_slam.launch.py
│   └── play_slam.launch.py
├── config/
│   ├── slam_topics.yaml
│   └── slam_qos.yaml
├── recordings/               # 每次录制生成一个子目录，已被Git忽略
└── src/
    ├── demo01_writer.cpp
    └── demo02_reader.cpp

兩份launch採用import os、generate_launch_description()、os.path.join(...)和return LaunchDescription([...])的直接寫法，併為配置路徑、啓動參數和進程添加中文註釋。DeclareLaunchArgument聲明終端可傳入的參數，LaunchConfiguration讀取參數值，ExecuteProcess啓動命令行程序；這裏運行官方ros2 bag，所以不使用啓動ROS節點的Node。

話題選擇、路徑和數值檢查直接寫在各自的launch中，不再使用額外的包裝腳本。兩份launch分別由start_record(context)和start_play(context)讀取實際參數、選擇YAML話題列表，再通過ExecuteProcess(cmd=['ros2', 'bag', ...])直接啓動官方工具。

generate_launch_description()先聲明參數，再用OpaqueFunction調用本文件中的啓動函數。這裏需要等終端傳入的topics_file、include_debug、mode等參數確定後才能讀取文件、選擇話題，所以不能在聲明參數之前就把命令固定下來。啓動函數中的LaunchConfiguration('参数名').perform(context)就是讀取這個參數的實際字符串值；OpaqueFunction本身不負責錄製或回放。

record負責錄數據，play負責發佈已有消息；播放器本身不會重新計算SLAM，也不會自動啓動Point-LIO、地形節點、機械人模型、雷達驅動或串口。 重跑算法需要另外啓動對應的離線算法節點。

本版先完成官方工具的啓動封裝；參數、模型、版本、地圖和pose graph按後文清單手動歸檔，尚未實現自動採集或自動完整性報告。

2.2.錄製哪些數據

默認清單來自2026-10-21的實車檢查，包含24路數據／診斷話題和3路事件話題，共27路，定義在config/slam_topics.yaml的record列表中。

正式清單如下，可與錄製結束後的ros2 bag info逐項對照：

/livox/lidar
/livox/lidar/pointcloud
/livox/imu
/serial/gimbal_joint_state
/serial/imu
/joint_states
/tf
/tf_static
/robot_description
/aft_mapped_to_init
/cloud_registered
/lidar_odometry
/registered_scan
/odometry
/sensor_scan
/terrain_map
/terrain_map_ext
/obstacle_scan
/map
/map_metadata
/pose
/rosout
/parameter_events
/diagnostics
/joy
/map_clearing
/cloud_clearing

話題名稱採用完整絕對名稱，不會因為給launch換一個命名空間就自動替換。若實際namespace／remap已變化，需要同時調整話題清單與QoS文件的鍵。可通過topics_file、qos_file指定自己的配置副本。

話題出現在ROS graph裏不代表有有效消息。 三路狀態事件在上次檢查時沒有發佈者；錄製器允許發現無發佈者的話題，並繼續等待後來出現的發佈者，整個實驗未觸發時沒有消息是正常情況。僅僅啓動錄製器不構成完整性證明。

include_debug:=true會追加以下8路：

/cloud_registered_body
/cloud_effected
/Laser_map
/path
/slam_toolbox/graph_visualization
/slam_toolbox/scan_visualization
/slam_toolbox/update
/slam_toolbox/feedback

前4路在上次檢查中有發佈端但未收到消息，部分發布開關關閉；要先確認對應功能確實出數據。控制響應實驗可在自己的配置中補錄/cmd_vel、/cmd_gimbal_joint、/cmd_spin，這些命令不屬於默認清單。

2.3.編譯與錄製

在已安裝ROS 2 Humble的環境中執行：

cd /home/tungchiahui/UserFolder/MySource/ysu2026_rm_sentry/ysu2026_rm_sentry_nav
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --packages-select nav_bag_tools --symlink-install
source install/setup.bash

實車錄製需要和被錄節點使用一致的ROS域、網絡和接口環境。2026-10-21實車的域為6，以下僅按該次配置舉例：

export ROS_DOMAIN_ID=6
ros2 launch nav_bag_tools record_slam.launch.py

默認保存到當前工程源碼包下的src/nav_bag_tools/recordings/，每次錄製在裏面生成一個獨立的bag目錄。未指定bag_name時，目錄名為slam_年月日_时分秒_微秒，啓動時會打印絕對路徑。該目錄已加入工程的Git忽略規則。

默認路徑通過--symlink-install安裝後的launch鏈接定位源碼目錄，不依賴終端當前工作目錄。在工控機上編譯運行時，指向工控機自己的源碼工程；應儘量在運行驅動的容器／機器本地錄製。仍可通過output_dir:=/data/recordings改存到其他磁盤；使用源碼目錄作為默認位置時，按上面的命令保留--symlink-install編譯選項。

也可以指定實驗名稱：

ros2 launch nav_bag_tools record_slam.launch.py \
  bag_name:=gimbal_yaw_01 \
  include_debug:=false

這個例子會生成src/nav_bag_tools/recordings/gimbal_yaw_01/，目錄內包含metadata.yaml和SQLite的.db3分卷。

同名bag目錄已存在時拒絕覆蓋；下一次換新名稱。錄製不會自動啓動／重啓SLAM，可先啓動錄製器，再啓動驅動和算法，讓錄製覆蓋初始化階段；中途接入運行中的SLAM，需要在實驗説明中記下開始時間與此前已經運行的情況。

兩種分卷條件同時啓用，先滿足的條件觸發切換。本版固定使用Humble現有的sqlite3插件，不啓用壓縮；存儲文件是.db3。舊學習demo中的Jazzy／MCAP數據不用於證明這份Humble配置已經可用。

結束時按一次Ctrl+C，等待官方錄製器完成寫盤並退出，再操作或複製文件。launch為結束清理保留了更長的信號等待時間，但不能保證強制斷電或強殺後當前分卷仍完整。

2.4.QoS為何單獨配置

slam_qos.yaml是rosbag2的覆蓋文件，頂層是topic名稱，不是節點的ros__parameters。

隊列深度是本版選擇的初始配置，需要實測；不能照抄上次DDS發現返回的UNKNOWN／0。錄製和播放目前默認使用同一份文件；若某個實驗需要不同策略，分別通過兩份launch的qos_file傳入不同文件即可。

2.5.歷史查看與原始輸入重算

播放器默認發佈100 Hz的/clock。使用獨立的回放ROS域，並讓RViz／算法終端使用同一個域；以下用106演示，不要與仍在運行的實車系統混用。

2.5.1.查看歷史現場

source install/setup.bash
export ROS_DOMAIN_ID=106
ros2 launch nav_bag_tools play_slam.launch.py \
  bag_path:="$PWD/src/nav_bag_tools/recordings/gimbal_yaw_01" \
  mode:=view \
  rate:=1.0

view發佈record列表中的歷史消息，include_debug:=true再增加調試列表。默認不播放清單外的話題，因此即使bag裏另外存過控制命令，也不會自動把它們全部播出。此模式不需要啓動新算法；需要可視化時另開RViz並使用仿真時間。

對於清單中bag沒有錄到的可選話題，播放器不會憑空生成數據。view包含原始輸入和歷史結果，不應與正在重算的算法同時運行。

2.5.2.重跑算法時只提供輸入

source install/setup.bash
export ROS_DOMAIN_ID=106
ros2 launch nav_bag_tools play_slam.launch.py \
  bag_path:="$PWD/src/nav_bag_tools/recordings/gimbal_yaw_01" \
  mode:=reprocess \
  start_paused:=true

reprocess只選擇這6路：

/livox/lidar
/livox/imu
/joint_states
/joy
/map_clearing
/cloud_clearing

其中當前Point-LIO使用CustomMsg輸入，因此不同時播放PointCloud2副本。選擇記錄的/joint_states作為模型輸入後，不同時啓動另一個JointState發佈器，也不再讓原串口反饋鏈生成第二份同名關節消息。

此launch只啓動播放器。 繼續重算還需要在相同回放域中，使用歸檔參數、URDF及外參，另外啓動所需的Point-LIO、loam_interface、sensor_scan_generation、terrain_analysis、terrain_analysis_ext、pointcloud_to_laserscan、slam_toolbox、robot_state_publisher和靜態變換髮布者，並確保每個算法節點實際use_sim_time=true。

靜態TF從歸檔模型和靜態變換配置重建；動態TF、里程計、點雲和地圖由新算法生成，所以reprocess不播放舊的/tf、/tf_static、/robot_description和算法輸出。缺少模型、靜態變換或算法節點時，僅啓動播放器不會得到新地圖。

已有實車總入口會啓動真實驅動等硬件節點，不應直接當作完整離線重跑入口。離線算法組合的自動啓動尚未包含在本版中；需要分別確認模型來源、關節發佈者、參數替換和時鐘之後再接入。

播放器暫停就緒後，在算法及模型已準備好的同域終端執行：

ros2 service call /rosbag2_player/resume rosbag2_interfaces/srv/Resume "{}"

launch關閉了播放器的終端鍵盤控制，以免依賴子進程能否收到空格鍵。可通過/rosbag2_player/pause、/rosbag2_player/resume服務控制播放；命令裏的ROS域要與播放器一致。

2.6.bag以外還要保存什麼

/parameter_events不補齊錄製前參數，/map不替代pose graph，PCD不替代逐點時間和IMU歷史。slam_toolbox state也不包含Point-LIO全部濾波器／地圖緩存；從中途開始的bag不能保證恢復啓動以來的所有內部狀態。

這些資料目前需要手動保存。本次沒有實現自動dump、地圖保存服務調用、state序列化或歸檔同步，避免把“錄製進程啓動成功”誤寫成“實驗資產已全部保存”。

2.7.建議的首輪驗證

先在本地回放ROS域錄一份低負載測試數據，核對bag info中的類型、數量和時間範圍；再短時進行實車靜止、底盤靜止而云台yaw緩慢轉動、已知距離直行往返等獨立實驗。每次記錄真實動作，算法輸出的里程計不能作為自己的獨立真值。

ros2 bag info "$PWD/src/nav_bag_tools/recordings/gimbal_yaw_01"

對必要原始輸入檢查是否有實際數據，核對時間戳是否有異常間隔；檢查多個靜態TF發佈者的關鍵邊是否都保存。事件話題未觸發和關鍵傳感器斷流需要區別記錄。實車高帶寬話題避免疊加遠程hz／echo／RViz訂閲，用短時試錄確認驅動和算法沒有明顯受影響，再延長錄製。

2.8.本次驗證範圍（2026-10-24）

本機Humble環境已完成包編譯、資源安裝與兩份launch參數展開檢查。隨後在隔離ROS域中使用合成小消息完成以下檢查：

• 默認27路均錄到實際消息，包含啓動後才出現發佈者的事件話題；單獨保留的地圖、模型和兩份靜態TF也被錄到。
• 測試將分卷時間臨時設為1秒，生成5個SQLite分卷並能連續讀回。
• reprocess暫停啓動、通過服務恢復，收到6路選定輸入及/clock；未收到歷史/tf、/map和/cloud_registered。
• view能播放歷史TF、地圖及點雲；在靜態消息已播過後才加入的Transient Local監聽者仍取得兩條測試靜態邊。
• 混合持久性的/rosout發佈者在加入顯式Volatile配置後，最終測試未再出現該QoS不兼容告警。
• 移除獨立包裝腳本後，重新驗證以上流程；另驗證默認時間戳命名、含空格的輸出及配置路徑、debug追加、仿真時間錄製、同名目錄拒絕覆蓋，以及重算模式禁止混入debug輸出。

這些檢查驗證的是官方命令封裝、配置與模式選擇。尚未驗證實車全帶寬長期錄製、真實點雲內容質量、異常斷電恢復或完整離線SLAM重算效果。

2.9.參考

• rosbag2官方Humble分支：命令行、分卷、存儲、壓縮、回放服務和launch用法。
• Humble錄製與回放QoS覆蓋説明：QoS文件格式及應用方式。