为什么需要

在机器人开发中，会有很多参数和设置可以后期需要调整的，如果都放到源码里很难实现动态修改和管理，ROS2为了解决这一问题，提出了参数这一通信机制。

是什么

如何理解“参数”？

ROS2的参数就是节点的设置
参数类似于ROS中的全局变量，由ROS Master进行管理，其通信机制较为简单，不涉及TCP/UDP的通信。

参数服务器是一种特殊的“通信方式”。特殊点在于参数服务器是节点存储参数的地方、用于配置参数、全局共享参数。

参数服务器使用互联网传输，在节点管理器中运行，实现整个通信过程
参数服务器，作为ROS中另外一种数据传输方式，有别于topic和service，它更加静态。
参数服务器维护者一个数据字典，字典里存储着各种参数和配置
- 参数服务器在ROS中主要用于实现不同节点之间的数据共享。一般用于存储一些多节点共享的数据，类似于全局变量。
- 参数服务器相当于是独立于所有节点的一个公共容器，可以将数据存储在该容器中，被不同的节点调用，当然不同的节点也可以往其中存储数据。

维护方式

参数服务器的维护方式非常的简单灵活，总的来讲有三种方式：

命令行维护
launch文件内读写
node源码

命令行维护

使用命令行来维护参数服务器，主要使用rosparam语句来进行操作的各种命令，如下表：

ROS1：rosparam 命令	作用
`rosparam set param_key param_value`	设置参数
`rosparam get param_key`	显示参数
`rosparam load file_name`	从文件加载参数
`rosparam dump file_name`	保存参数到文件
`rosparam delete`	删除参数
`rosparam list`	列出参数名称

load&&dump文件

load和dump文件需要遵守YAML格式，一般格式如下：

key : value

具体示例如下：

name:'Zhangsan'
age:20
gender:'M'
score{Chinese:80,Math:90}
score_history:[85,82,88,90]

一般格式如下：

launch文件内读写

launch文件中有很多标签，而与参数服务器相关的标签只有两个，一个是< param>，另一个是< rosparam>

node源码

除了上述最常用的两种读写参数服务器的方法，还有一种就是修改ROS的源码，也就是利用API来对参数服务器进行操作。具体内容我们学习完后面章节再进行介绍。

ROS2：体验一下

（1）运行小乌龟模拟器节点和小乌龟控制节点

# 终端一
ros2 run turtlesim turtlesim_node# 终端二
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

（2）查看参数

查看节点有哪些参数（设置）

ros2 param list

看参数的详情信息：参数的名字，参数的描述，参数的类型，还有对参数的约束，最大值最小值等。

# ---- 语法--------
ros2 param describe <node_name> <param_name># ------ 举例 ---
ros2 param describe /turtlesim background_b

获取参数名

param list

获取参数值

ros2 param get /turtlesim background_b

设置参数值：注意这里只是临时修改

# ------------语法
ros2 param set <node_name> <parameter_name> <value># ---------- 举个例子
ros2 param set /turtlesim background_r 44
ros2 param set /turtlesim background_g 156
ros2 param set /turtlesim background_b 10

把参数存起来：相当去把当前的参数值拍一张快照，然后保存下来，后面可以用于恢复参数到当前的数值。

# ------------语法
ros2 param dump <node_name># ---------- 举个例子
ros2 param dump /turtlesim
# 文件被保存成了yaml格式，用cat指令看一看
文件被保存成了yaml格式，用cat指令看一看# 恢复参数：# 方法一：# 我们Ctrl+C关闭乌龟模拟器，然后再重新运行。ros2 run turtlesim turtlesim_node# 着通过param的load的方法把参数值恢复成我们之前存储的。ros2 param load  /turtlesim ./turtlesim.yaml# 方法二：启动节点时加载参数快照# 语法：ros2 run <package_name> <executable_name> --ros-args --params-file <file_name># 先关闭乌龟，然后重新运行ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args --params-file ./turtlesim.yaml

三个角色

ROS Master (管理者)：管理者作为一个公共的容器保存数据
Talker (参数设置者)：参数设置者往容器中存储数据
Listener (参数调用者)：参数调用者读取容器中所需的数据

建立流程

step1：
- 参数设置者使用RPC向参数服务器发送参数(包括参数名与参数值)
- ROS Master 将参数保存到参数列表中。
step2：
- 参数调用者使用RPC向参数服务器发送参数查找请求，请求中包含要查找的参数名。
step3：
- ROS Master 根据步骤2请求提供的参数名查找参数值，并使用RPC将查询结果发送给参数调用者。

参数组成成分

ROS2参数是由键值对组成的.

名字的数据类型是字符串
值的数据类型可以是：
- bool 和bool[]，布尔类型用来表示开关，比如我们可以控制雷达控制节点，开始扫描和停止扫描。
- int64 和int64[]，整形表示一个数字，含义可以自己来定义
- float64 和float64[]，浮点型，可以表示小数类型的参数值
- string 和string[]，字符串，可以用来表示雷达控制节点中真实雷达的ip地址
- byte[]，字节数组，这个可以用来表示图片，点云数据等信息

代码实现

ROS2将日志分为五个级别，在RCLCPP中通过不同的宏可以实现不同日志级别日志的打印，例程如下

RCLCPP_DEBUG(this->get_logger(), "我是DEBUG级别的日志，我被打印出来了!");
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "我是INFO级别的日志，我被打印出来了!");
RCLCPP_WARN(this->get_logger(), "我是WARN级别的日志，我被打印出来了!");
RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "我是ERROR级别的日志，我被打印出来了!");
RCLCPP_FATAL(this->get_logger(), "我是FATAL级别的日志，我被打印出来了!");

有时候日志太多，会让人眼花缭乱找不到重要信息，所以我们需要对日志的级别进行过滤，比如只看INFO以上级别的，ROS2中可以通过已有的API设置日志的级别，RCLCPP中API如下：

this->get_logger().set_level(log_level);

目标：声明参数并实现动态修改打印的日志级别功能。

RCLCPP实现

创建功能包和节点

mkdir -p chapt4/chapt4_ws/
ros2 pkg create example_parameters_rclcpp --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp --destination-directory src --node-name parameters_basic --maintainer-name "fishros" --maintainer-email "fishros@foxmail.com"

parameters_basic.cpp

#include <chrono>
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"class ParametersBasicNode : public rclcpp::Node {public:explicit ParametersBasicNode(std::string name) : Node(name) {RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "节点已启动：%s.", name.c_str());}private:
};int main(int argc, char** argv) {rclcpp::init(argc, argv);/*产生一个的节点*/auto node = std::make_shared<ParametersBasicNode>("parameters_basic");/* 运行节点，并检测退出信号*/rclcpp::spin(node);rclcpp::shutdown();return 0;
}

构建测试：

colcon build  --packages-select example_parameters_rclcpp
source install/setup.bash
ros2 run example_parameters_rclcpp parameters_basic

参数API

在RCLCPP的API中，关于参数相关的函数比较多些，但都是围绕参数获取、参数设置、参数描述、列出参数、添加和移除参数回调事件。

使用参数控制节点日志级别

#include <chrono>
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
/*# declare_parameter            声明和初始化一个参数# describe_parameter(name)  通过参数名字获取参数的描述# get_parameter                通过参数名字获取一个参数# set_parameter                设置参数的值
*/
class ParametersBasicNode : public rclcpp::Node {public:// 构造函数,有一个参数为节点名称explicit ParametersBasicNode(std::string name) : Node(name) {RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "节点已启动：%s.", name.c_str());this->declare_parameter("rcl_log_level", 0);     /*声明参数*/this->get_parameter("rcl_log_level", log_level); /*获取参数*//*设置日志级别*/this->get_logger().set_level((rclcpp::Logger::Level)log_level);using namespace std::literals::chrono_literals;timer_ = this->create_wall_timer(500ms, std::bind(&ParametersBasicNode::timer_callback, this));}private:int log_level;rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;void timer_callback() {this->get_parameter("rcl_log_level", log_level); /*获取参数*//*设置日志级别*/this->get_logger().set_level((rclcpp::Logger::Level)log_level);std::cout<<"======================================================"<<std::endl;RCLCPP_DEBUG(this->get_logger(), "我是DEBUG级别的日志，我被打印出来了!");RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "我是INFO级别的日志，我被打印出来了!");RCLCPP_WARN(this->get_logger(), "我是WARN级别的日志，我被打印出来了!");RCLCPP_ERROR(this->get_logger(), "我是ERROR级别的日志，我被打印出来了!");RCLCPP_FATAL(this->get_logger(), "我是FATAL级别的日志，我被打印出来了!");}
};int main(int argc, char** argv) {rclcpp::init(argc, argv);/*产生一个的节点*/auto node = std::make_shared<ParametersBasicNode>("parameters_basic");/* 运行节点，并检测退出信号*/rclcpp::spin(node);rclcpp::shutdown();return 0;
}

上面set_level，设置日志级别，ROS2的日志级别定义在文件/opt/ros/humble/include/rcutils/rcutils/logging.h的167-175行

/// The severity levels of log messages / loggers.
enum RCUTILS_LOG_SEVERITY
{RCUTILS_LOG_SEVERITY_UNSET = 0,  ///< The unset log levelRCUTILS_LOG_SEVERITY_DEBUG = 10,  ///< The debug log levelRCUTILS_LOG_SEVERITY_INFO = 20,  ///< The info log levelRCUTILS_LOG_SEVERITY_WARN = 30,  ///< The warn log levelRCUTILS_LOG_SEVERITY_ERROR = 40,  ///< The error log levelRCUTILS_LOG_SEVERITY_FATAL = 50,  ///< The fatal log level
};

编译测试

colcon build --packages-select example_parameters_rclcpp
source install/setup.bash
ros2 run example_parameters_rclcpp parameters_basic

运行后你会发现DEBUG级别的日志并没有被打印出来，原因在于我们将节点的日志级别设置为了0，0对应的日志级别为RCUTILS_LOG_SEVERITY_UNSET即未设置使用默认级别，节点默认的日志级别就是INFO级别的，所以只能打印INFO以上的日志信息。

运行节点的时候可以指定参数的值，我们尝试将log_level的值改成10即DEBUG级别。

ros2 run example_parameters_rclcpp parameters_basic --ros-args -p rcl_log_level:=10

除了在节点运行前通过CLI传递参数，在运动的过程中也可以动态的修改参数

#查看参数列表
ros2 param list
#设置参数级别
ros2 param set /parameters_basic rcl_log_level 10

补充

上面我们通过参数实现了动态控制节点日志级别的功能，其实像这样的功能ROS2早已为我们准备好了，在运行任意节点时候可以通过CLI传递日志级别配置。

ros2 run package-name node-name --ros-args --log-level debug

除了命令行设置参数和查看日志，通过rqt也可以可视化设置和查看

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