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Cartographer中的gflag与lua文件

news 2025/9/1 9:57:54

1. gflag

1.1 从launch文件开始

1.2 node_main.cc的内容

2. lua文件

3. 使用Lua文件

3.1 node_main.cc::Run()

3.2 LoadOptions()

3.3 LuaParameterDictionary

3.4 CreateNodeOptions(&lua_parameter_dictionary)

3.5 CreateTrajectoryOptions(&lua_parameter_dictionary)

1. gflag

gflag 简介：gflags 是 google 开源的命令行标记处理库

        命令行标记，顾名思义就是当运行一个可执行文件时，由用户为其指定的标记，形如：

                fgrep -l -f ./test ccc jjj

        -l 与-f 是命令行标记，而 ccc 与 jjj 是命令行参数，因为这两者不是以-开头的。一般的一个可执行文件，允许用户为其传入命令行标记以及参数。如上述例子，-l 是一个不带参数的标记，-f 是一个带了参数./test 的标记，而 gflags 可以解析这些标记以及参数并将其存储在某些数据结构中。

        gflags 主要支持的参数类型包括 bool, int32, int64, uint64, double, string 等。定义参数通过 DEFINE_type 宏实现，该宏的三个参数含义分别为命令行参数名，参数默认值，以及参数的帮助信息。

        当参数被定义后, 通过 FLAGS_name 就可访问到对应的参数。

1.1 从launch文件开始

假设当前有一个test.launch文件用于启动Cartographer建图，其内容为：

<launch><!-- bag的地址与名称 --><arg name="bag_filename" default="$(env HOME)/bagfiles/rslidar-outdoor-gps.bag"/><!-- 使用bag的时间戳 --><param name="/use_sim_time" value="true" /><!-- 启动cartographer --><node name="cartographer_node" pkg="cartographer_ros"type="cartographer_node" args="-configuration_directory $(find cartographer_ros)/configuration_files-configuration_basename test.lua"output="screen"><remap from="points2" to="rslidar_points" /><remap from="scan" to="front_scan" /><remap from="odom" to="odom_scout" /><remap from="imu" to="imu" /></node><!-- 生成ros格式的地图 --><node name="cartographer_occupancy_grid_node" pkg="cartographer_ros"type="cartographer_occupancy_grid_node" args="-resolution 0.05" /><!-- 启动rviz --><node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" required="true"args="-d $(find cartographer_ros)/configuration_files/lx_2d.rviz" /><!-- 启动rosbag --><node name="playbag" pkg="rosbag" type="play"args="--clock $(arg bag_filename)" /></launch>

主要看启动Cartographer节点的这一段配置：

<!-- 启动cartographer --><node name="cartographer_node" pkg="cartographer_ros"type="cartographer_node" args="-configuration_directory $(find cartographer_ros)/configuration_files-configuration_basename test.lua"output="screen"><remap from="points2" to="rslidar_points" /><remap from="scan" to="front_scan" /><remap from="odom" to="odom_scout" /><remap from="imu" to="imu" /></node>

这里相当于使用rosrun从cartographer_ros功能包中启动了一个cartographer_node节点。args是传入可执行程序的参数，也就是命令行标记的内容。

<remap from="points2" to="rslidar_points" />的作用是将Cartographer要订阅的话题名points2映射为rslidar_points，因为这里使用的rosbag中提供的lidar数据话题名为rslidar_points。

再回到launch文件中，其中args的内容会被传入到cartographer_node可执行程序中。在Cartographer项目中，cartographer_ros包中的node_main.cc是主程序的入口。

1.2 node_main.cc的内容

#include "absl/memory/memory.h"
#include "cartographer/mapping/map_builder.h"
#include "cartographer_ros/node.h"
#include "cartographer_ros/node_options.h"
#include "cartographer_ros/ros_log_sink.h"
#include "gflags/gflags.h"
#include "tf2_ros/transform_listener.h"/*** note: gflags是一套命令行参数解析工具* DEFINE_bool在gflags.h中定义* gflags主要支持的参数类型包括bool, int32, int64, uint64, double, string等* 定义参数通过DEFINE_type宏实现, 该宏的三个参数含义分别为命令行参数名, 参数默认值, 以及参数的帮助信息* 当参数被定义后, 通过FLAGS_name就可访问到对应的参数*                                                                                        命令行标记                                  命令行参数* 这些参数值也可以在launch文件设置： -configuration_basename lx_rs16_2d_outdoor_localization.lua*/
// collect_metrics ：激活运行时度量的集合.如果激活, 可以通过ROS服务访问度量
DEFINE_bool(collect_metrics, false,"Activates the collection of runtime metrics. If activated, the ""metrics can be accessed via a ROS service.");
DEFINE_string(configuration_directory, "","First directory in which configuration files are searched, ""second is always the Cartographer installation to allow ""including files from there.");
DEFINE_string(configuration_basename, "","Basename, i.e. not containing any directory prefix, of the ""configuration file.");
DEFINE_string(load_state_filename, "","If non-empty, filename of a .pbstream file to load, containing ""a saved SLAM state.");
DEFINE_bool(load_frozen_state, true,"Load the saved state as frozen (non-optimized) trajectories.");
DEFINE_bool(start_trajectory_with_default_topics, true,"Enable to immediately start the first trajectory with default topics.");
DEFINE_string(save_state_filename, "","If non-empty, serialize state and write it to disk before shutting down.");namespace cartographer_ros {
namespace {void Run() {......
}}  // namespace
}  // namespace cartographer_rosint main(int argc, char** argv) {// note: 初始化glog库google::InitGoogleLogging(argv[0]);// note: 使用gflags进行参数的初始化google::ParseCommandLineFlags(&argc, &argv, true);/*** @brief glog里提供的CHECK系列的宏, 检测某个表达式是否为真* 检测expression如果不为真, 则打印后面的description和栈上的信息* 然后退出程序, 出错后的处理过程和FATAL比较像.*/CHECK(!FLAGS_configuration_directory.empty())<< "-configuration_directory is missing.";CHECK(!FLAGS_configuration_basename.empty())<< "-configuration_basename is missing.";// ros节点的初始化// note: ::ros::init() 明确表示调用全局 ros 命名空间下的 init() 函数::ros::init(argc, argv, "cartographer_node");       // 一般不需要在自己的代码中显式调用// 但是若想在创建任何NodeHandle实例之前启动ROS相关的线程, 网络等, 可以显式调用该函数.::ros::start();// 使用ROS_INFO进行glog消息的输出cartographer_ros::ScopedRosLogSink ros_log_sink;// 开始运行cartographer_roscartographer_ros::Run();// 结束ROS相关的线程, 网络等::ros::shutdown();
}

其中在main函数之前就使用DEFINE_bool、DEFINE_string定义了几个命令行标记的全局参数：collect_metrics、configuration_directory、configuration_basename。这里设置了这些参数的默认值，但这些默认值也可以修改，就是通过args中的内容传入想修改命令行标记与参数值就好了。

google::ParseCommandLineFlags(&argc, &argv, true);

args的内容会被当作字符串，通过C/C++中main函数的参数中的char** argv传入gflag进行解析。如果有定义的命令行标记与其参数值被传入，则该标记的默认参数值就会被更换为新值。

比如，launch文件中传入了" -configuration_directory $(find cartographer_ros)/configuration_files -configuration_basename test.lua"，则configuration_directory的参数值会被修改为$(find cartographer_ros)/configuration_files，这就是lua文件的存放目录；configuration_basename的参数值会被修改为test.lua，就是当前指定的lua文件。

当参数被定义后, 通过 FLAGS_name 就可访问到对应的参数，数据类型就是定义时的类型。例如：

CHECK(!FLAGS_configuration_directory.empty())<< "-configuration_directory is missing.";CHECK(!FLAGS_configuration_basename.empty())<< "-configuration_basename is missing.";

std::tuple<NodeOptions, TrajectoryOptions> LoadOptions(const std::string& configuration_directory,const std::string& configuration_basename);std::tie(node_options, trajectory_options) =LoadOptions(FLAGS_configuration_directory, FLAGS_configuration_basename);

FLAGS_configuration_directory、FLAGS_configuration_basename就是string类型。

2. lua文件

在 Cartographer 中，Lua 配置文件扮演着至关重要的角色，主要用于参数配置和系统行为定义。Cartographer 作为一个复杂的 SLAM系统，需要大量参数来调整其性能、精度和适配不同场景，而 Lua 文件正是这些参数的载体。通过修改 Lua 配置文件，可以在不重新编译 Cartographer 源码的情况下，灵活调整系统性能。

一个Lua文件的示例如下：

include "map_builder.lua"
include "trajectory_builder.lua"options = {map_builder = MAP_BUILDER,                -- map_builder.lua的配置信息trajectory_builder = TRAJECTORY_BUILDER,  -- trajectory_builder.lua的配置信息map_frame = "map",                        -- 地图坐标系的名字tracking_frame = "imu_link",              -- 将所有传感器数据转换到这个坐标系下published_frame = "footprint",            -- tf: map -> footprintodom_frame = "odom",                      -- 里程计的坐标系名字provide_odom_frame = false,               -- 是否提供odom的tf, 如果为true,则tf树为map->odom->footprint-- 如果为false tf树为map->footprintpublish_frame_projected_to_2d = false,    -- 是否将坐标系投影到平面上--use_pose_extrapolator = false,            -- 发布tf时是使用pose_extrapolator的位姿还是前端计算出来的位姿use_odometry = false,                     -- 是否使用里程计,如果使用要求一定要有odom的tfuse_nav_sat = false,                      -- 是否使用gpsuse_landmarks = false,                    -- 是否使用landmarknum_laser_scans = 0,                      -- 是否使用单线激光数据num_multi_echo_laser_scans = 0,           -- 是否使用multi_echo_laser_scans数据num_subdivisions_per_laser_scan = 1,      -- 1帧数据被分成几次处理,一般为1num_point_clouds = 1,                     -- 是否使用点云数据lookup_transform_timeout_sec = 0.2,       -- 查找tf时的超时时间submap_publish_period_sec = 0.3,          -- 发布数据的时间间隔pose_publish_period_sec = 5e-3,trajectory_publish_period_sec = 30e-3,rangefinder_sampling_ratio = 1.,          -- 传感器数据的采样频率odometry_sampling_ratio = 1.,fixed_frame_pose_sampling_ratio = 1.,imu_sampling_ratio = 1.,landmarks_sampling_ratio = 1.,
}MAP_BUILDER.use_trajectory_builder_2d = trueTRAJECTORY_BUILDER_2D.use_imu_data = true
TRAJECTORY_BUILDER_2D.min_range = 0.3
TRAJECTORY_BUILDER_2D.max_range = 100.
TRAJECTORY_BUILDER_2D.min_z = 0.2
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.max_z = 1.4
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.voxel_filter_size = 0.02--TRAJECTORY_BUILDER_2D.adaptive_voxel_filter.max_length = 0.5
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.adaptive_voxel_filter.min_num_points = 200.
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.adaptive_voxel_filter.max_range = 50.--TRAJECTORY_BUILDER_2D.loop_closure_adaptive_voxel_filter.max_length = 0.9
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.loop_closure_adaptive_voxel_filter.min_num_points = 100
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.loop_closure_adaptive_voxel_filter.max_range = 50.TRAJECTORY_BUILDER_2D.use_online_correlative_scan_matching = false
TRAJECTORY_BUILDER_2D.ceres_scan_matcher.occupied_space_weight = 1.
TRAJECTORY_BUILDER_2D.ceres_scan_matcher.translation_weight = 1.
TRAJECTORY_BUILDER_2D.ceres_scan_matcher.rotation_weight = 1.
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.ceres_scan_matcher.ceres_solver_options.max_num_iterations = 12--TRAJECTORY_BUILDER_2D.motion_filter.max_distance_meters = 0.1
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.motion_filter.max_angle_radians = 0.004
--TRAJECTORY_BUILDER_2D.imu_gravity_time_constant = 1.TRAJECTORY_BUILDER_2D.submaps.num_range_data = 80.
TRAJECTORY_BUILDER_2D.submaps.grid_options_2d.resolution = 0.1POSE_GRAPH.optimize_every_n_nodes = 160.
POSE_GRAPH.constraint_builder.sampling_ratio = 0.3
POSE_GRAPH.constraint_builder.max_constraint_distance = 15.
POSE_GRAPH.constraint_builder.min_score = 0.48
POSE_GRAPH.constraint_builder.global_localization_min_score = 0.60return options

其中带--前缀的表示注释。

2.1 支持模块化引入（include机制）

Lua文件可以通过include "filename.lua"语句引入其他 Lua 配置文件，实现参数的模块化管理。如下为map_builder.lua的内容：

include "pose_graph.lua"MAP_BUILDER = {use_trajectory_builder_2d = false,use_trajectory_builder_3d = false,num_background_threads = 4,pose_graph = POSE_GRAPH,collate_by_trajectory = false,
}

示例中通过include "map_builder.lua"和include "trajectory_builder.lua"引入了基础配置，避免了重复定义，使主配置文件更简洁。

引入的文件中定义的变量（如MAP_BUILDER、TRAJECTORY_BUILDER）可以直接在当前文件中使用和修改，实现了配置的继承与扩展。如：

MAP_BUILDER.use_trajectory_builder_2d = true

2.2 通过全局变量实现配置聚合

Lua的核心配置通过一个全局变量（如示例中的options）统一聚合，将所有参数组织成键值对结构，便于 Cartographer 程序解析。

options中可以包含多种类型的参数：
- 直接定义的基础参数（如map_frame = "map"）
- 引用其他模块的配置（如map_builder = MAP_BUILDER，关联引入文件中的配置）
- 开关型参数（如use_odometry = false）
- 数值型参数（如lookup_transform_timeout_sec = 0.2）

2.3 支持对引入模块的参数进行重写

引入外部配置后，可以在当前文件中直接修改其参数，覆盖默认值，实现个性化配置。

示例中：
- 引入map_builder.lua后，通过MAP_BUILDER.use_trajectory_builder_2d = true指定使用 2D 轨迹构建器。
- 引入trajectory_builder.lua后，通过TRAJECTORY_BUILDER_2D.use_imu_data = true开启 IMU 数据使用，覆盖了可能的默认值。

这种机制允许用户在不修改原始模块文件的情况下，灵活调整子模块的行为。

3. 使用Lua文件

Lua文件的路径和文件名已经在launch文件和gflag的配合下被传入到FLAGS_configuration_directory和FLAGS_configuration_basename中。接下来进行解析和读取内容：

3.1 node_main.cc::Run()

  NodeOptions node_options;TrajectoryOptions trajectory_options;// c++11: std::tie()函数可以将变量连接到一个给定的tuple上,生成一个元素类型全是引用的tuple// 根据Lua配置文件中的内容, 为node_options, trajectory_options 赋值std::tie(node_options, trajectory_options) =LoadOptions(FLAGS_configuration_directory, FLAGS_configuration_basename);

在node_main.cc::Run()函数在，Lua文件的内容被读取到NodeOptions和TrajectoryOptions两个配置结构体的对象中。两个结构体的定义为：

struct NodeOptions {::cartographer::mapping::proto::MapBuilderOptions map_builder_options;std::string map_frame;double lookup_transform_timeout_sec;double submap_publish_period_sec;double pose_publish_period_sec;double trajectory_publish_period_sec;bool publish_to_tf = true;bool publish_tracked_pose = false;bool use_pose_extrapolator = true;
};

struct TrajectoryOptions {::cartographer::mapping::proto::TrajectoryBuilderOptionstrajectory_builder_options;std::string tracking_frame;std::string published_frame;std::string odom_frame;bool provide_odom_frame;bool use_odometry;bool use_nav_sat;bool use_landmarks;bool publish_frame_projected_to_2d;int num_laser_scans;int num_multi_echo_laser_scans;int num_subdivisions_per_laser_scan;int num_point_clouds;double rangefinder_sampling_ratio;double odometry_sampling_ratio;double fixed_frame_pose_sampling_ratio;double imu_sampling_ratio;double landmarks_sampling_ratio;
};

其中的成员都能在lua文件中找到对应的。

3.2 LoadOptions()

  std::tuple<NodeOptions, TrajectoryOptions> LoadOptions(const std::string& configuration_directory,const std::string& configuration_basename);std::tie(node_options, trajectory_options) =LoadOptions(FLAGS_configuration_directory, FLAGS_configuration_basename);

LoadOptions()用于从配置文件路径读取其中配置的参数内容，其返回值是一个std::tuple<NodeOptions, TrajectoryOptions> 类型的元组，用于组合返回两个返回值。

std::tie() 是 C++11 标准引入的新特性。std::tie() 定义在 <tuple> 头文件中，它可以将多个变量 "打包" 成一个 tuple 右值引用，主要用于接收函数返回的 std::tuple 并解包到多个变量中，方便进行多变量赋值操作。在 C++11 之前，没有 std::tie() 函数，处理多返回值通常需要使用结构体或指针参数，相比之下 std::tie() 提供了更简洁的语法。

接下来看一下LoadOptions()的具体内容：

/*** @brief 加载lua配置文件中的参数* * @param[in] configuration_directory： 配置文件所在目录* @param[in] configuration_basename：  配置文件的名字* @return std::tuple<NodeOptions, TrajectoryOptions>： 返回节点的配置与轨迹的配置*/
std::tuple<NodeOptions, TrajectoryOptions> LoadOptions(const std::string& configuration_directory,const std::string& configuration_basename) {// 获取配置文件所在的目录auto file_resolver =absl::make_unique<cartographer::common::ConfigurationFileResolver>(std::vector<std::string>{configuration_directory});// 读取配置文件内容到code中const std::string code =file_resolver->GetFileContentOrDie(configuration_basename);// 根据给定的字符串, 生成一个lua字典cartographer::common::LuaParameterDictionary lua_parameter_dictionary(code, std::move(file_resolver));// 创建元组tuple,元组定义了一个有固定数目元素的容器, 其中的每个元素类型都可以不相同// 将配置文件的内容填充进NodeOptions与TrajectoryOptions, 并返回return std::make_tuple(CreateNodeOptions(&lua_parameter_dictionary),CreateTrajectoryOptions(&lua_parameter_dictionary));
}

其中file_resolver根据配置文件路径与文件名，读取了lua文件的内容，并将其转化为std::string返回。之后将lua文件的内容转化为了一个LuaParameterDictionary类型字典，可以通过其提供的方法，根据键值对的形式，根据“键”，获得值。

3.3 LuaParameterDictionary

// 从 Lua 代码加载的参数字典
class LuaParameterDictionary {
public:// 从 Lua 表规范构造字典LuaParameterDictionary (const std::string& code,std::unique_ptr<FileResolver> file_resolver);// 禁止拷贝构造函数LuaParameterDictionary (const LuaParameterDictionary&) = delete;// 禁止赋值运算符LuaParameterDictionary& operator=(const LuaParameterDictionary&) = delete;// 构造不使用引用计数的 LuaParameterDictionarystatic std::unique_ptr<LuaParameterDictionary> NonReferenceCounted(const std::string& code, std::unique_ptr<FileResolver> file_resolver);~LuaParameterDictionary();// 返回所有可用的键std::vectorstd::string GetKeys() const;// 如果键存在于字典中则返回 truebool HasKey (const std::string& key) const;// 这些方法会检查（CHECK）'key' 是否存在std::string GetString (const std::string& key);double GetDouble (const std::string& key);int GetInt (const std::string& key);bool GetBool (const std::string& key);std::unique_ptr<LuaParameterDictionary> GetDictionary(const std::string& key);// 从字典中获取一个整数，并检查它是非负的int GetNonNegativeInt (const std::string& key);// 返回此 LuaParameterDictionary 的字符串表示形式std::string ToString () const;// 将键 '1'、'2'、'3' 的值作为指定类型返回std::vector<double> GetArrayValuesAsDoubles();std::vectorstd::string GetArrayValuesAsStrings();std::vector<std::unique_ptr<LuaParameterDictionary>>GetArrayValuesAsDictionaries();
private:// 引用计数的枚举类型enum class ReferenceCount {YES, NO};// 构造函数，带有引用计数参数LuaParameterDictionary (const std::string& code,ReferenceCount reference_count,std::unique_ptr<FileResolver> file_resolver);// 供 GetDictionary () 使用的构造函数LuaParameterDictionary (lua_State* L, ReferenceCount reference_count,std::shared_ptr<FileResolver> file_resolver);// 用于 ToString () 的递归函数，跟踪缩进std::string DoToString (const std::string& indent) const;// 弹出栈顶元素，并检查其类型是否正确double PopDouble () const;int PopInt () const;bool PopBool () const;// 弹出栈顶元素，并检查其是否为字符串。返回值可以是适合 Lua 解释器读取的带引号形式，也可以是不带引号的形式。enum class Quoted {YES, NO};std::string PopString (Quoted quoted) const;// 从栈顶的 Lua 表创建一个 LuaParameterDictionary，可以选择是否使用引用计数std::unique_ptr<LuaParameterDictionary> PopDictionary(ReferenceCount reference_count) const;// 检查（CHECK）'key' 是否在字典中void CheckHasKey (const std::string& key) const;// 检查（CHECK）'key' 是否在字典中，并标记它已被使用void CheckHasKeyAndReference (const std::string& key);// 如果需要，可以在派生类的析构函数中调用。它会检查配置中定义的所有键是否都被恰好使用了一次，并重置引用计数器。void CheckAllKeysWereUsedExactlyOnceAndReset ();// 将文件内容读入 Lua 字符串static int LuaRead (lua_State* L);// 处理其他 Lua 文件的包含，并防止重复包含static int LuaInclude (lua_State* L);lua_State* L_; // 按 Lua 世界的惯例命名int index_into_reference_table_;// 与所有子字典共享const std::shared_ptr<FileResolver> file_resolver_;// 如果为 true，将在析构时检查所有键是否都被使用过const ReferenceCount reference_count_;// 每次调用 Get * 方法时都会修改，用于验证所有参数都被恰好读取一次std::map<std::string, int> reference_counts_;// 所有已包含文件的列表，按包含顺序排列。用于防止重复包含。std::vectorstd::string included_files_;
};

可以看到LuaParameterDictionary类中提供了HasKey(const std::string& key)用于检查对应key是否存在字典中，GetString(const std::string& key)、GetDouble(const std::string& key)......用于获取key对应的参数值。

LuaParameterDictionary的构造函数内容如下：

/*** @brief Construct a new Lua Parameter Dictionary:: Lua Parameter Dictionary object* * @param[in] code 配置文件内容* @param[in] file_resolver FileResolver类*/
LuaParameterDictionary::LuaParameterDictionary(const std::string& code, std::unique_ptr<FileResolver> file_resolver): LuaParameterDictionary(code, ReferenceCount::YES,std::move(file_resolver)) {}/*** @brief Construct a new Lua Parameter Dictionary:: Lua Parameter Dictionary object*        根据给定的字符串, 生成一个lua字典* * @param[in] code 配置文件内容* @param[in] reference_count * @param[in] file_resolver FileResolver类*/
LuaParameterDictionary::LuaParameterDictionary(const std::string& code, ReferenceCount reference_count,std::unique_ptr<FileResolver> file_resolver): L_(luaL_newstate()),index_into_reference_table_(-1),file_resolver_(std::move(file_resolver)),reference_count_(reference_count) {CHECK_NOTNULL(L_);SetDictionaryInRegistry(L_, this);luaL_openlibs(L_);lua_register(L_, "choose", LuaChoose);// 将LuaInclude注册为Lua的全局函数变量,使得Lua可以调用C函数lua_register(L_, "include", LuaInclude);lua_register(L_, "read", LuaRead);// luaL_loadstring()函数 将一个字符串code加载为 Lua 代码块CheckForLuaErrors(L_, luaL_loadstring(L_, code.c_str()));CheckForLuaErrors(L_, lua_pcall(L_, 0, 1, 0));CheckTableIsAtTopOfStack(L_);
}

可以看到其中提供了LuaInclude函数用于处理lua文件中的include。其内容如下：

// Lua 函数：在当前 Lua 环境中运行脚本文件，仅接受文件名作为唯一参数
// 功能：读取并执行指定 Lua 文件，同时处理文件中的 include 指令，确保每个文件只被包含一次
int LuaParameterDictionary::LuaInclude(lua_State* L) 
{CHECK_EQ(lua_gettop(L), 1);CHECK(lua_isstring(L, -1)) << "include takes a filename.";LuaParameterDictionary* parameter_dictionary = GetDictionaryFromRegistry(L);const std::string basename = lua_tostring(L, -1);// 通过文件解析器获取文件的完整路径，如果失败则终止程序const std::string filename =parameter_dictionary->file_resolver_->GetFullPathOrDie(basename);// 检查该文件是否已被包含过（防止重复包含）if (std::find(parameter_dictionary->included_files_.begin(),parameter_dictionary->included_files_.end(),filename) != parameter_dictionary->included_files_.end()) {std::string error_msg ="Tried to include " + filename +" twice. Already included files in order of inclusion: ";for (const std::string& filename : parameter_dictionary->included_files_) {error_msg.append(filename);error_msg.append("\n");}LOG(FATAL) << error_msg;}// 将当前文件添加到已包含文件列表中，标记为已处理parameter_dictionary->included_files_.push_back(filename);lua_pop(L, 1);CHECK_EQ(lua_gettop(L), 0);// 通过文件解析器获取文件内容，如果失败则终止程序const std::string content =parameter_dictionary->file_resolver_->GetFileContentOrDie(basename);CheckForLuaErrors(L, luaL_loadbuffer(L, content.c_str(), content.size(), filename.c_str()));CheckForLuaErrors(L, lua_pcall(L, 0, LUA_MULTRET, 0));return lua_gettop(L);
}

这个函数实现了一个安全的 Lua 脚本包含机制，类似于 C/C++ 中的 #include，增加了防止重复包含的保护机制。

3.4 CreateNodeOptions(&lua_parameter_dictionary)

return std::make_tuple(CreateNodeOptions(&lua_parameter_dictionary),CreateTrajectoryOptions(&lua_parameter_dictionary));

在LoadOptions()函数的return中，使用了CreateNodeOptions()、CreateTrajectoryOptions()两个函数根据lua字典的内容创建了两个配置结构体对象。

/*** @brief 读取lua文件内容, 将lua文件的内容赋值给NodeOptions* * @param lua_parameter_dictionary lua字典* @return NodeOptions */
NodeOptions CreateNodeOptions(::cartographer::common::LuaParameterDictionary* constlua_parameter_dictionary) {NodeOptions options;// 根据lua字典中的参数, 生成protobuf的序列化数据结构 proto::MapBuilderOptionsoptions.map_builder_options =::cartographer::mapping::CreateMapBuilderOptions(lua_parameter_dictionary->GetDictionary("map_builder").get());options.map_frame = lua_parameter_dictionary->GetString("map_frame");options.lookup_transform_timeout_sec =lua_parameter_dictionary->GetDouble("lookup_transform_timeout_sec");options.submap_publish_period_sec =lua_parameter_dictionary->GetDouble("submap_publish_period_sec");options.pose_publish_period_sec =lua_parameter_dictionary->GetDouble("pose_publish_period_sec");options.trajectory_publish_period_sec =lua_parameter_dictionary->GetDouble("trajectory_publish_period_sec");if (lua_parameter_dictionary->HasKey("publish_to_tf")) {options.publish_to_tf =lua_parameter_dictionary->GetBool("publish_to_tf");}// 判断字典中是否存在keyif (lua_parameter_dictionary->HasKey("publish_tracked_pose")) {options.publish_tracked_pose =lua_parameter_dictionary->GetBool("publish_tracked_pose");}if (lua_parameter_dictionary->HasKey("use_pose_extrapolator")) {options.use_pose_extrapolator =lua_parameter_dictionary->GetBool("use_pose_extrapolator");}return options;
}

3.5 CreateTrajectoryOptions(&lua_parameter_dictionary)

/*** @brief 读取lua文件内容, 将lua文件的内容赋值给TrajectoryOptions* * @param[in] lua_parameter_dictionary lua字典* @return TrajectoryOptions */
TrajectoryOptions CreateTrajectoryOptions(::cartographer::common::LuaParameterDictionary* constlua_parameter_dictionary) {TrajectoryOptions options;options.trajectory_builder_options =::cartographer::mapping::CreateTrajectoryBuilderOptions(lua_parameter_dictionary->GetDictionary("trajectory_builder").get());options.tracking_frame =lua_parameter_dictionary->GetString("tracking_frame");options.published_frame =lua_parameter_dictionary->GetString("published_frame");options.odom_frame = lua_parameter_dictionary->GetString("odom_frame");options.provide_odom_frame =lua_parameter_dictionary->GetBool("provide_odom_frame");options.use_odometry = lua_parameter_dictionary->GetBool("use_odometry");options.use_nav_sat = lua_parameter_dictionary->GetBool("use_nav_sat");options.use_landmarks = lua_parameter_dictionary->GetBool("use_landmarks");options.publish_frame_projected_to_2d =lua_parameter_dictionary->GetBool("publish_frame_projected_to_2d");options.num_laser_scans =lua_parameter_dictionary->GetNonNegativeInt("num_laser_scans");options.num_multi_echo_laser_scans =lua_parameter_dictionary->GetNonNegativeInt("num_multi_echo_laser_scans");options.num_subdivisions_per_laser_scan =lua_parameter_dictionary->GetNonNegativeInt("num_subdivisions_per_laser_scan");options.num_point_clouds =lua_parameter_dictionary->GetNonNegativeInt("num_point_clouds");options.rangefinder_sampling_ratio =lua_parameter_dictionary->GetDouble("rangefinder_sampling_ratio");options.odometry_sampling_ratio =lua_parameter_dictionary->GetDouble("odometry_sampling_ratio");options.fixed_frame_pose_sampling_ratio =lua_parameter_dictionary->GetDouble("fixed_frame_pose_sampling_ratio");options.imu_sampling_ratio =lua_parameter_dictionary->GetDouble("imu_sampling_ratio");options.landmarks_sampling_ratio =lua_parameter_dictionary->GetDouble("landmarks_sampling_ratio");CheckTrajectoryOptions(options);return options;
}

对options的参数内容的访问可以直接通过如node_options_.publish_tracked_pose的形式访问。

由于本人对lua的使用较少，所以这里只进行简单介绍。

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