使用 rqt_reconfigure 实时控制 ROS 自定义话题参数

使用 rqt_reconfigure 实时控制 ROS 自定义话题参数

在 ROS 开发中，经常需要实时调整话题发布的参数（如机器人控制指令）。本文将详细介绍如何通过 rqt_reconfigure 工具快速实现自定义话题的参数动态配置，包括功能包构建、代码实现、常见问题解决等内容，适合 ROS 开发者参考。

一、需求背景

在开发卡车（或移动机器人）控制系统时，需要实时调整油门、刹车、转向等控制指令，并通过 ROS 话题 /truck/send_can1 发布。为了方便调试，我们希望通过可视化界面（rqt）实时修改这些参数，且不影响现有功能包。

自定义话题消息 truck_send_can1.msg 格式如下：

uint8 throttle    # 油门
uint8 brake       # 刹车
uint8 steer_direction  # 转向方向
uint8 steer       # 转向角度
uint8 raise_arm   # 抬臂
uint8 drop_arm    # 落臂
uint8 emergency_stop  # 紧急停止

二、实现思路

1. 新建独立功能包 truck_rqt_control，避免影响现有代码；
2. 使用 dynamic_reconfigure 定义可动态配置的参数（对应话题字段）；
3. 编写节点，订阅动态参数更新并发布 truck_send_can1 话题；
4. 通过 rqt_reconfigure 界面实时修改参数，验证话题输出。

三、详细步骤

1. 环境准备

• ROS 版本：Noetic（其他版本兼容，部分细节需调整）
• 依赖包：roscpp、dynamic_reconfigure、自定义消息包 truck_msgs

2. 功能包结构

新建功能包 truck_rqt_control，结构如下：

truck_rqt_control/
├── cfg/                  # 动态参数配置文件
│   └── TruckCanConfig.cfg
├── src/                  # 节点源代码
│   └── rqt_can_publisher.cpp
├── CMakeLists.txt        # 编译配置
└── package.xml           # 依赖配置

3. 文件实现

（1）package.xml

声明功能包依赖：

<?xml version="1.0"?>
<package format="2"><name>truck_rqt_control</name><version>0.0.0</version><description>使用 rqt_reconfigure 控制 truck_send_can1 话题</description><maintainer email="[e-mail]">Your Name</maintainer><license>MIT</license><buildtool_depend>catkin</buildtool_depend><build_depend>roscpp</build_depend><build_depend>dynamic_reconfigure</build_depend><build_depend>truck_msgs</build_depend>  <!-- 依赖自定义消息包 --><exec_depend>roscpp</exec_depend><exec_depend>dynamic_reconfigure</exec_depend><exec_depend>truck_msgs</exec_depend><export></export>
</package>

（2）CMakeLists.txt

编译配置文件：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(truck_rqt_control)add_compile_options(-std=c++11)find_package(catkin REQUIRED COMPONENTSroscppdynamic_reconfiguretruck_msgs
)# 生成动态配置文件
generate_dynamic_reconfigure_options(cfg/TruckCanConfig.cfg
)catkin_package(CATKIN_DEPENDS roscpp dynamic_reconfigure truck_msgs
)include_directories(${catkin_INCLUDE_DIRS}
)# 编译节点
add_executable(rqt_can_publisher src/rqt_can_publisher.cpp)
target_link_libraries(rqt_can_publisher${catkin_LIBRARIES}
)
# 确保动态配置和消息生成后再编译节点
add_dependencies(rqt_can_publisher${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS}${catkin_EXPORTED_TARGETS}
)

（3）动态参数配置文件（cfg/TruckCanConfig.cfg）

定义可通过 rqt 调节的参数：

#!/usr/bin/env python3
PACKAGE = "truck_rqt_control"from dynamic_reconfigure.parameter_generator_catkin import ParameterGeneratorgen = ParameterGenerator()# 参数定义：名称、类型、级别、描述、默认值、最小值、最大值
gen.add("throttle",        "int", 0, "油门 (0-100)", 0, 0, 100)
gen.add("brake",           "int", 0, "刹车 (0-100)", 0, 0, 100)
gen.add("steer_direction", "int", 0, "转向方向 (0=左,1=右,2=直)", 2, 0, 2)
gen.add("steer",           "int", 0, "转向角度 (0-90)", 0, 0, 90)
gen.add("raise_arm",       "int", 0, "抬臂 (0=停止,1=抬升)", 0, 0, 1)
gen.add("drop_arm",        "int", 0, "落臂 (0=停止,1=降落)", 0, 0, 1)
gen.add("emergency_stop",  "int", 0, "紧急停止 (0=正常,1=停止)", 0, 0, 1)exit(gen.generate(PACKAGE, "truck_rqt_control", "TruckCanConfig"))

注意：给文件添加可执行权限：

chmod +x cfg/TruckCanConfig.cfg

（4）节点源代码（src/rqt_can_publisher.cpp）

实现参数订阅和话题发布逻辑：

#include <ros/ros.h>
#include <dynamic_reconfigure/server.h>
#include <truck_rqt_control/TruckCanConfigConfig.h>  // 动态配置头文件
#include <truck_msgs/truck_send_can1.h>             // 自定义消息// 全局变量存储当前参数
uint8_t throttle = 0;
uint8_t brake = 0;
uint8_t steer_direction = 2;
uint8_t steer = 0;
uint8_t raise_arm = 0;
uint8_t drop_arm = 0;
uint8_t emergency_stop = 0;// 动态参数更新回调函数（rqt修改参数时触发）
void reconfigureCallback(truck_rqt_control::TruckCanConfigConfig &config, uint32_t level) {ROS_INFO("参数更新: 油门=%d, 刹车=%d, 转向方向=%d, 转向角度=%d, 抬臂=%d, 落臂=%d, 紧急停止=%d",config.throttle, config.brake, config.steer_direction,config.steer, config.raise_arm, config.drop_arm, config.emergency_stop);// 更新全局变量throttle = config.throttle;brake = config.brake;steer_direction = config.steer_direction;steer = config.steer;raise_arm = config.raise_arm;drop_arm = config.drop_arm;emergency_stop = config.emergency_stop;
}int main(int argc, char **argv) {ros::init(argc, argv, "rqt_can_publisher");ros::NodeHandle nh;// 初始化动态配置服务器dynamic_reconfigure::Server<truck_rqt_control::TruckCanConfigConfig> server;dynamic_reconfigure::Server<truck_rqt_control::TruckCanConfigConfig>::CallbackType f;f = boost::bind(&reconfigureCallback, _1, _2);server.setCallback(f);// 发布自定义话题ros::Publisher can_pub = nh.advertise<truck_msgs::truck_send_can1>("/truck/send_can1", 10);// 10Hz循环发布话题ros::Rate loop_rate(10);while (ros::ok()) {truck_msgs::truck_send_can1 msg;// 赋值消息字段msg.throttle = throttle;msg.brake = brake;msg.steer_direction = steer_direction;msg.steer = steer;msg.raise_arm = raise_arm;msg.drop_arm = drop_arm;msg.emergency_stop = emergency_stop;can_pub.publish(msg);ros::spinOnce();loop_rate.sleep();}return 0;
}

4. 编译与运行

（1）编译功能包

cd ~/can_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

（2）启动节点

# 终端1：启动ROS核心
roscore# 终端2：启动发布节点
rosrun truck_rqt_control rqt_can_publisher# 终端3：启动rqt_reconfigure界面
rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

（3）使用方法

• 在 rqt_reconfigure 界面左侧选择 rqt_can_publisher 节点；
• 右侧调节参数（如拖动滑块修改油门值），参数会实时更新到 /truck/send_can1 话题；
• 验证话题：rostopic echo /truck/send_can1 可查看实时数据。

四、常见问题与解决方案

1. 错误：AttributeError: 'ParameterGenerator' object has no attribute 'UINT8'
   原因：ROS Noetic 中 dynamic_reconfigure 不支持 UINT8 常量，需用字符串类型。
   解决：将 .cfg 文件中的参数类型改为 "int"（如上述代码）。

2. 错误：fatal error: truck_rqt_control/TruckCanConfig.h: 没有那个文件或目录
   原因：动态配置生成的头文件名称为 TruckCanConfigConfig.h（自动添加 Config 后缀）。
   解决：代码中引用改为 #include <truck_rqt_control/TruckCanConfigConfig.h>，并同步修改类名。

3. 参数修改后话题不更新
   原因：节点未正确处理参数回调或发布频率过低。
   解决：检查回调函数是否正确更新全局变量，确保 ros::spinOnce() 被调用。

五、总结

本文通过新建独立功能包 truck_rqt_control，结合 dynamic_reconfigure 和 rqt_reconfigure，实现了自定义话题 truck_send_can1 的参数实时调节。该方案的优势在于：

• 与现有功能包隔离，安全性高；
• 可视化界面操作简单，调试效率高；
• 支持参数范围限制，避免无效值。

通过本文的步骤，开发者可快速搭建类似的动态参数控制系统，适用于机器人控制、传感器调试等场景。