ROS2 使用方式与典型场景

四、使用方式与典型场景

示例一：带 QoS 的 Python 发布订阅

import rclpy
from rclpy.node import Node
from rclpy.qos import QoSProfile, ReliabilityPolicy, HistoryPolicy, DurabilityPolicy
from sensor_msgs.msg import LaserScan


class ScanRelay(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__("scan_relay")
        sensor_qos = QoSProfile(
            reliability=ReliabilityPolicy.BEST_EFFORT,
            durability=DurabilityPolicy.VOLATILE,
            history=HistoryPolicy.KEEP_LAST,
            depth=5,
        )
        self.sub = self.create_subscription(
            LaserScan, "/scan", self.on_scan, sensor_qos)
        self.pub = self.create_publisher(LaserScan, "/scan_filtered", sensor_qos)

    def on_scan(self, msg):
        msg.ranges = [r if r == r else float("inf") for r in msg.ranges]
        self.pub.publish(msg)


def main():
    rclpy.init()
    node = ScanRelay()
    try:
        rclpy.spin(node)
    finally:
        node.destroy_node()
        rclpy.shutdown()


if __name__ == "__main__":
    main()

这里 r != r 用来滤掉 NaN（值为 NaN 时它不等于自身），把无效点换成无穷远，是雷达数据预处理的常见写法。

示例二：Python launch 文件与参数

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument, IncludeLaunchDescription
from launch.substitutions import LaunchConfiguration
from launch_ros.actions import Node


def generate_launch_description():
    use_sim_time = LaunchConfiguration("use_sim_time")

    return LaunchDescription([
        DeclareLaunchArgument("use_sim_time", default_value="false"),
        Node(
            package="my_robot",
            executable="scan_relay",
            name="scan_relay",
            parameters=[{"use_sim_time": use_sim_time},
                        {"max_range": 12.0}],
            remappings=[("/scan", "/lidar/scan")],
            output="screen",
        ),
    ])

运行：ros2 launch my_robot bringup.launch.py use_sim_time:=true。参数用 := 传，比改 YAML 更适合临时调试。

示例三：参数 YAML

scan_relay:
  ros__parameters:
    use_sim_time: true
    max_range: 12.0
    min_range: 0.15
    frame_id: laser

加载方式是在 launch 里用 parameters=["config/params.yaml"]，顶层键必须与节点的 name 完全一致，写错了参数不会报错，只会静默用默认值。

示例四：录包与回放

ros2 bag record -o run1 /scan /odom /tf /tf_static /cmd_vel
ros2 bag info run1
ros2 bag play run1 --clock --rate 0.5

--clock 会发布仿真时间，回放时配合 use_sim_time:=true 才能让算法按数据里的时间戳运行。如果录包时丢了高频传感器数据，多半是订阅端 QoS 不匹配，可以用 QoS 覆盖文件把录制端的策略改成 best_effort。

适合与不适合

• 适合：多传感器融合、模块化开发、需要导航/机械臂/仿真等成熟生态、需要跨语言协作。
• 不适合：资源极小的单片机（用 micro-ROS）、需要亚毫秒级确定性的硬实时控制回路（要配合实时内核与执行器配置，且通信层仍有抖动）、模块固定且对延迟极致敏感的小系统（自研通信可能更简单）。