ROS1.0学习笔记（4）可视化和相关的调试工具

最新推荐文章于 2025-05-05 16:01:16 发布

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本文详细介绍ROS中的调试技巧和日志系统，包括如何使用gdb、valgrind进行节点调试，以及如何利用不同级别的日志信息进行问题定位。同时，提供了多个实用工具和命令，如rqt_console和rosnode等，帮助用户更高效地进行ROS系统开发。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

博主提示：本文基于ROS Kinetic Kame，如有更新版本，可能存在细微差别，请以官方资料为准。若有大兄弟发现该文章有不妥之处，还请速速告知。

ROS中带有大量的功能强大的工具，帮助用户和开发人员进行可视化和代码调试工作，以便于检测和解决软硬件的问题。其中，包括日志系统、诊断信息、可视化以及检测工具。

1.调试ROS节点

调试程序在系统中有一个进程号(PID)，可以用任何标准工具，如gdb，进行调试，同样也可以用valgrind检查内存泄露，或者callgrind分析算法性能。不过，实际中用的都会比较少，这里简单的说一下。
　　在用gdb调试节点时，唯一需要知道的是必须知道可执行节点的路径。节点的可执行文件在工作空间的devel/lib/<!packagge> 中。
　　启动roscore，在catkin_make、install后（不然无编译文件生成），首先必须到对应路径下：

$ cd ws/devel/lib/package
$ gdb out

gdb运行正常后，gdb的其他相关功能，help中有详细说明，不明白就找“谷哥”。

如果是在launch文件中启动gdb调试器，请参阅以下代码：

 <launch>
    <!-- launch-prefix="xterm -e gdb--args"这个启动前缀会创建一个调用gdb节点的新终端 -->
    <!-- output="screen"使此节点在终端显示 -->
    <node pkg="package"  type="type1"  name="nodename" launch-prefix="xterm -e gdb--args" output="screen"/>
 </launch>

此外，还可以使用相同的属性把节点附加到诊断工具上。。例如，可以启动valgrind来检测程序的内存泄露情况，进行性能分析。

<launch>
    <node pkg="package"  type="type1"  name="nodename" launch-prefix="valgrind" output="screen"/>
</launch>

2.日志信息

为了获取日志记录的函数和宏，用以下这个头文件：

#include <ros/ros.h>

此文件包括了以下的头文件
#include<ros/console.h>
如果想输出一个消息信息，可以按照以下的方式输出：

ROS_INFO("My INFO message.");

此时，终端中会对应的显示出消息的处理结果：

[INFO] [13567248907.8900943723465] : My INFO message.

所有输出的信息都包含有信息级别和时间戳（时间戳是以公历时间计时，代表自1970年1月1日以来的秒和纳秒计时）。
举个实际例子来说明：

float val = 1.23;
ROS_INFO("My INFO message with argument: %f", val);

此时终端会输出变量val对应的浮点值。
另外，前面的指令同样的相当于：

ROS_INFO_STREAM("My INFO message with argument:  "<<  val);

因为，C++STL流被*_STREAM函数支持，API会重新定向到cout/cerr、一个文件或者两者。（其实我也不太明白流的用法，偏工程的会用就行）

下面详细的介绍以下日记记录的标准级别，按照顺序是：
DEBUG 调试
INFO　信息
WARN　警告
ERROR　错误
FATAL　致命
每个消息级别用于不同的目的，在此，建议：
DEBUG 只有在调试时使用
INFO　说明有节点或者重要步骤在执行操作
WARN　提醒一些错误，或者不正常现象
ERROR　提示错误，但是不影响节点运行
FATAL　致命，此时节点停止运行
另外，在此补充几个会比较好用的函数：
(1)ROS_<!LEVEL>STREAM_NAMED(“namedmsg”,"My named <!LEVEL> Msg : val = " << val );
通过命名的消息，并且可以使用配置文件为每个命名的消息设置不同的初始日志级别。
(2)ROS<!LEVEL>_STREAM_COND(val < 0,“My conditioned <!LEVEL> Msg : val (” << val <<") " < 0 );
按照条件显示信息，如上就是当val < 0　时，才会输出信息。
另外有一种过滤信息，本质上与按条件显示相似，感兴趣的自己可以去查一查，这里就不赘述了，实用为主。
(3)单次、可调、组合显示输出次数

for(int i = 0; i < 10; i++ )
{
	ROS_INFO_STREAM_ONCE("My Once INFO STREAM Msg : i =  " << i);
}

这段代码只会显示一次信息，就是说在所有循环中只会输出一次信息。但是有时会需要以一定的频率来显示信息，这时候就可以参考下面的函数：
for(int i = 0; i < 10; i++ )
{
ROS_INFO_STREAM_THROTTLE(2, "My Throttle INFO STREAM Msg : i = " << i);
ros::Duration(1).sleep();
}
这段代码会每循环两次输出一次。
最后着重介绍一下rqt_console和rqt_logger_level，这两个可视化的工具很好用，具体自行百度有很多。

3.其他

节点相关

查询运行的节点　　　　　　　　　　rosnode list
查看某个节点的详细信息　　　　　　rosnode info /node
查询运行的话题　　　　　　　　　　rostopic list
查看某个话题的消息类型　　　　　　rostopic type /topic
查看话题发出的消息　　　　　　　　rostopic echo /topic
查看消息具体格式　　　　　　　　　rosmsg show msg/…
发布消息主题　　　　　　　　　　　rostopic pub /topic msg [args]

服务相关

列出服务　　　　　　　　　　　　　rosservice list
输出服务信息　　　　　　　　　　　rosservice info /service
查看某个服务类型　　　　　　　　　rosservice type /service
　　　　　　　　　　　　　　　　　(一般与　rossrv show一起使用，得到服务具体参数)
调用服务　　　　　　　　　　　　　rosservice call /service [args]
根据服务类型查询服务　　　　　　　rosservice find msg-type

参数相关

列出参数　　　　　　　　　　　　　rosparam list parameter
设置参数值　　　　　　　　　　　　rosparam set parameter value
获取参数值　　　　　　　　　　　　rosparam get parameter
从文件加载参数　　　　　　　　　　rosparam load file
将参数保存到文件　　　　　　　　　rosparam dump file
删除参数　　　　　　　　　　　　　rosparam delete parameter

另外，有一些rqt的工具，
ROS日志　　　　　　　　　　　　　rqt_console
ROS系统状态　　　　　　　　　　　rqt_dep
ROS消息发布状态　　　　　　　　　rqt_publiser
ROS节点状态图　　　　　　　　　　rqt_graph
设置动态参数　　　　　　　　　　　rqt_reconfigure(需要有对应的.cfg和.cpp文件)
诊断信息　　　　　　　　　　　　　rqt_runtime_monitor
绘制时间趋势曲线　　　　　　　　　rqt_plot或者rqt_gui
消息包记录　　　　　　　　　　　　rosbag record /topic
消息包回放　　　　　　　　　　　　rosbag play /topic
检车消息包　　　　　　　　　　　　rosbag info /bagfile