ROS-rosbag

机器人传感器获取到的信息，有时我们可能需要时时处理，有时可能只是采集数据，事后分析，比如:

机器人导航实现中，可能需要绘制导航所需的全局地图，地图绘制实现，有两种方式，方式1：可以控制机器人运动，将机器人传感器感知到的数据时时处理，生成地图信息。方式2：同样是控制机器人运动，将机器人传感器感知到的数据留存，事后，再重新读取数据，生成地图信息。两种方式比较，显然方式2使用上更为灵活方便。

在ROS中关于数据的留存以及读取实现，提供了专门的工具: rosbag。
ROS Bag通常用于以下场景：

• 离线数据处理：在无法连接实时ROS系统时，可以使用ROS Bag记录消息，然后在离线状态下进行数据处理和算法开发。
• 数据集收集：ROS Bag可以用于收集数据集，以用于机器学习和深度学习等应用。
• 调试和测试：ROS Bag可以用于调试和测试ROS节点和程序的行为。

概念
是用于录制和回放 ROS 主题的一个工具集。

作用
实现了数据的复用，方便调试、测试。

本质
rosbag本质也是ros的节点，当录制时，rosbag是一个订阅节点，可以订阅话题消息并将订阅到的数据写入磁盘文件；当重放时，rosbag是一个发布节点，可以读取磁盘文件，发布文件中的话题消息。

需求
ROS 内置的乌龟案例并操作，操作过程中使用 rosbag 录制，录制结束后，实现重放

一、命令行

实现
1.准备
创建目录保存录制的文件

mkdir ./xxx
cd xxx

2.开始录制

rosbag record -a -O 目标文件

• -a表示所有话题，-o表示输出
• 操作小乌龟一段时间，结束录制使用 ctrl + c，在创建的目录中会生成bag文件。
  

3.查看文件

rosbag info 文件名

4.回放文件

rosbag play 文件名

重启乌龟节点，会发现，乌龟按照录制时的轨迹运动。

如果想改变消息的发布速率，可以用下面的命令，-r 后面的数字对应播放速率。

rosbag play -r 2 文件名

如果希望 rosbag 循环播放，可以用命令

rosbag play -l  文件名  # -l== --loop

如果只播放感兴趣的 topic ，则用命令

rosbag play <bagfile> --topic /topic1

上述播放命令执行期间，空格键可以暂停播放。

二、编码

方案A:C++实现
1.写 bag

#include "ros/ros.h"
#include "rosbag/bag.h"
#include "std_msgs/String.h"


int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc,argv,"bag_write");
    ros::NodeHandle nh;
    //创建bag对象
    rosbag::Bag bag;
    //打开
    bag.open("/home/rosdemo/demo/test.bag",rosbag::BagMode::Write);
    //写
    std_msgs::String msg;
    msg.data = "hello world";
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    bag.write("/chatter",ros::Time::now(),msg);
    //关闭
    bag.close();

    return 0;
}

2.读bag

/*  
    读取 bag 文件：

*/
#include "ros/ros.h"
#include "rosbag/bag.h"
#include "rosbag/view.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "std_msgs/Int32.h"

int main(int argc, char *argv[])
{

    setlocale(LC_ALL,"");

    ros::init(argc,argv,"bag_read");
    ros::NodeHandle nh;

    //创建 bag 对象
    rosbag::Bag bag;
    //打开 bag 文件
    bag.open("/home/rosdemo/demo/test.bag",rosbag::BagMode::Read);
    //读数据
    for (rosbag::MessageInstance const m : rosbag::View(bag))
    {
        std_msgs::String::ConstPtr p = m.instantiate<std_msgs::String>();
        if(p != nullptr){
            ROS_INFO("读取的数据:%s",p->data.c_str());
        }
    }

    //关闭文件流
    bag.close();
    return 0;
}

• ros中的bag包是按逐帧序列存储的，解析的时候创建View类可以逐帧把数据读取出来
  
• rosbag::View是ROS Bag文件中的一组消息的视图，它提供了一些方便的方法来遍历和访问这些消息。

rosbag::View实际上是一个包含rosbag::Connection对象的集合，每个对象代表一个主题。rosbag::Connection对象包含一组时间戳和消息，表示该主题的所有消息。您可以使用以下方法来访问这些消息：

• begin()：返回指向第一条消息的迭代器。
• end()：返回指向最后一条消息后面的位置的迭代器。
• rbegin()：返回指向最后一条消息的迭代器。
• rend()：返回指向第一条消息前面的位置的迭代器。
• size()：返回视图中消息的数量。

在使用rosbag::View遍历Bag文件中的所有消息时，每个迭代器会返回一个rosbag::MessageInstance对象。这个对象包含了消息的时间戳、消息类型和消息数据等信息。您可以使用以下方法来访问这些信息：

• getTime()：返回消息的时间戳。
• getTopic()：返回消息所属的主题名称。
• getDataType()：返回消息的数据类型。
• instantiate()：将消息实例化为指定的数据类型。如果无法实例化，则返回空指针。

方案B:Python实现

1.写 bag

#! /usr/bin/env python
import rospy
import rosbag
from std_msgs.msg import String

if __name__ == "__main__":
    #初始化节点 
    rospy.init_node("w_bag_p")

    # 创建 rosbag 对象
    bag = rosbag.Bag("/home/rosdemo/demo/test.bag",'w')

    # 写数据
    s = String()
    s.data= "hahahaha"

    bag.write("chatter",s)
    bag.write("chatter",s)
    bag.write("chatter",s)
    # 关闭流
    bag.close()

2.读bag

#! /usr/bin/env python
import rospy
import rosbag
from std_msgs.msg import String

if __name__ == "__main__":
    #初始化节点 
    rospy.init_node("w_bag_p")

    # 创建 rosbag 对象
    bag = rosbag.Bag("/home/rosdemo/demo/test.bag",'r')
    # 读数据
    bagMessage = bag.read_messages("chatter")
    for topic,msg,t in bagMessage:
        rospy.loginfo("%s,%s,%s",topic,msg,t)
    # 关闭流
    bag.close()

参考：
[1]Autolabor-ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》季基础教程
[2]【Autolabor初级教程】ROS机器人入门
[3]胡春旭.ROS机器人开发实践[M].机械工业出版社,2018.
[4]http://t.csdnimg.cn/6U3gV
[5]https://blog.csdn.net/weixin_40582034/article/details/129040895