C++编写Config类ROS动态参数总结
文章目录
- 1.C++编写Config类
- 1.1Config的头文件
- 1.2Config的cpp文件
- 1.3调用Config的类读取txt
- 2.ROS中的Config动态参数
- 2.1动态参数编写
- 2.2动态参数生成
- 2.3调用动态参数
1.C++编写Config类
1.1Config的头文件
//Config.h
#pragma once #include <string>
#include <map>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream> /*
* \brief Generic configuration Class
*
*/
class Config { // Data
protected: std::string m_Delimiter; //!< separator between key and value std::string m_Comment; //!< separator between value and comments std::map<std::string,std::string> m_Contents; //!< extracted keys and values typedef std::map<std::string,std::string>::iterator mapi; typedef std::map<std::string,std::string>::const_iterator mapci; // Methods
public: Config( std::string filename,std::string delimiter = "=",std::string comment = "#" ); Config(); template<class T> T Read( const std::string& in_key ) const; //!<Search for key and read value or optional default value, call as read<T> template<class T> T Read( const std::string& in_key, const T& in_value ) const; template<class T> bool ReadInto( T& out_var, const std::string& in_key ) const; template<class T> bool ReadInto( T& out_var, const std::string& in_key, const T& in_value ) const; bool FileExist(std::string filename); void ReadFile(std::string filename,std::string delimiter = "=",std::string comment = "#" ); // Check whether key exists in configuration bool KeyExists( const std::string& in_key ) const; // Modify keys and values template<class T> void Add( const std::string& in_key, const T& in_value ); void Remove( const std::string& in_key ); // Check or change configuration syntax std::string GetDelimiter() const { return m_Delimiter; } std::string GetComment() const { return m_Comment; } std::string SetDelimiter( const std::string& in_s ) { std::string old = m_Delimiter; m_Delimiter = in_s; return old; } std::string SetComment( const std::string& in_s ) { std::string old = m_Comment; m_Comment = in_s; return old; } // Write or read configuration friend std::ostream& operator<<( std::ostream& os, const Config& cf ); friend std::istream& operator>>( std::istream& is, Config& cf ); protected: template<class T> static std::string T_as_string( const T& t ); template<class T> static T string_as_T( const std::string& s ); static void Trim( std::string& inout_s ); // Exception types
public: struct File_not_found { std::string filename; File_not_found( const std::string& filename_ = std::string() ) : filename(filename_) {} }; struct Key_not_found { // thrown only by T read(key) variant of read() std::string key; Key_not_found( const std::string& key_ = std::string() ) : key(key_) {} };
}; /* static */
template<class T>
std::string Config::T_as_string( const T& t )
{ // Convert from a T to a string // Type T must support << operator std::ostringstream ost; ost << t; return ost.str();
} /* static */
template<class T>
T Config::string_as_T( const std::string& s )
{ // Convert from a string to a T // Type T must support >> operator T t; std::istringstream ist(s); ist >> t; return t;
} /* static */
template<>
inline std::string Config::string_as_T<std::string>( const std::string& s )
{ // Convert from a string to a string // In other words, do nothing return s;
} /* static */
template<>
inline bool Config::string_as_T<bool>( const std::string& s )
{ // Convert from a string to a bool // Interpret "false", "F", "no", "n", "0" as false // Interpret "true", "T", "yes", "y", "1", "-1", or anything else as true bool b = true; std::string sup = s; for( std::string::iterator p = sup.begin(); p != sup.end(); ++p ) *p = toupper(*p); // make string all caps if( sup==std::string("FALSE") || sup==std::string("F") || sup==std::string("NO") || sup==std::string("N") || sup==std::string("0") || sup==std::string("NONE") ) b = false; return b;
} template<class T>
T Config::Read( const std::string& key ) const
{ // Read the value corresponding to key mapci p = m_Contents.find(key); if( p == m_Contents.end() ) throw Key_not_found(key); return string_as_T<T>( p->second );
} template<class T>
T Config::Read( const std::string& key, const T& value ) const
{ // Return the value corresponding to key or given default value // if key is not found mapci p = m_Contents.find(key); if( p == m_Contents.end() ) return value; return string_as_T<T>( p->second );
} template<class T>
bool Config::ReadInto( T& var, const std::string& key ) const
{ // Get the value corresponding to key and store in var // Return true if key is found // Otherwise leave var untouched mapci p = m_Contents.find(key); bool found = ( p != m_Contents.end() ); if( found ) var = string_as_T<T>( p->second ); return found;
} template<class T>
bool Config::ReadInto( T& var, const std::string& key, const T& value ) const
{ // Get the value corresponding to key and store in var // Return true if key is found // Otherwise set var to given default mapci p = m_Contents.find(key); bool found = ( p != m_Contents.end() ); if( found ) var = string_as_T<T>( p->second ); else var = value; return found;
} template<class T>
void Config::Add( const std::string& in_key, const T& value )
{ // Add a key with given value std::string v = T_as_string( value ); std::string key=in_key; Trim(key); Trim(v); m_Contents[key] = v; return;
}
1.2Config的cpp文件
// Config.cpp #include "Config.h" using namespace std; Config::Config( string filename, string delimiter, string comment ) : m_Delimiter(delimiter), m_Comment(comment)
{ // Construct a Config, getting keys and values from given file std::ifstream in( filename.c_str() ); if( !in ) throw File_not_found( filename ); in >> (*this);
} Config::Config()
: m_Delimiter( string(1,'=') ), m_Comment( string(1,'#') )
{ // Construct a Config without a file; empty
} bool Config::KeyExists( const string& key ) const
{ // Indicate whether key is found mapci p = m_Contents.find( key ); return ( p != m_Contents.end() );
} /* static */
void Config::Trim( string& inout_s )
{ // Remove leading and trailing whitespace static const char whitespace[] = " \n\t\v\r\f"; inout_s.erase( 0, inout_s.find_first_not_of(whitespace) ); inout_s.erase( inout_s.find_last_not_of(whitespace) + 1U );
} std::ostream& operator<<( std::ostream& os, const Config& cf )
{ // Save a Config to os for( Config::mapci p = cf.m_Contents.begin(); p != cf.m_Contents.end(); ++p ) { os << p->first << " " << cf.m_Delimiter << " "; os << p->second << std::endl; } return os;
} void Config::Remove( const string& key )
{ // Remove key and its value m_Contents.erase( m_Contents.find( key ) ); return;
} std::istream& operator>>( std::istream& is, Config& cf )
{ // Load a Config from is // Read in keys and values, keeping internal whitespace typedef string::size_type pos; const string& delim = cf.m_Delimiter; // separator const string& comm = cf.m_Comment; // comment const pos skip = delim.length(); // length of separator string nextline = ""; // might need to read ahead to see where value ends while( is || nextline.length() > 0 ) { // Read an entire line at a time string line; if( nextline.length() > 0 ) { line = nextline; // we read ahead; use it now nextline = ""; } else { std::getline( is, line ); } // Ignore comments line = line.substr( 0, line.find(comm) ); // Parse the line if it contains a delimiter pos delimPos = line.find( delim ); if( delimPos < string::npos ) { // Extract the key string key = line.substr( 0, delimPos ); line.replace( 0, delimPos+skip, "" ); // See if value continues on the next line // Stop at blank line, next line with a key, end of stream, // or end of file sentry bool terminate = false; while( !terminate && is ) { std::getline( is, nextline ); terminate = true; string nlcopy = nextline; Config::Trim(nlcopy); if( nlcopy == "" ) continue; nextline = nextline.substr( 0, nextline.find(comm) ); if( nextline.find(delim) != string::npos ) continue; nlcopy = nextline; Config::Trim(nlcopy); if( nlcopy != "" ) line += "\n"; line += nextline; terminate = false; } // Store key and value Config::Trim(key); Config::Trim(line); cf.m_Contents[key] = line; // overwrites if key is repeated } } return is;
}
bool Config::FileExist(std::string filename)
{ bool exist= false; std::ifstream in( filename.c_str() ); if( in ) exist = true; return exist;
} void Config::ReadFile( string filename, string delimiter, string comment )
{ m_Delimiter = delimiter; m_Comment = comment; std::ifstream in( filename.c_str() ); if( !in ) throw File_not_found( filename ); in >> (*this);
}
1.3调用Config的类读取txt
//main.cpp
#include "Config.h"
int main()
{ int port; std::string ipAddress; std::string username; std::string password; const char ConfigFile[]= "..//src//config.txt"; Config configSettings(ConfigFile); port = configSettings.Read("port", 0); ipAddress = configSettings.Read("ipAddress", ipAddress); username = configSettings.Read("username", username); password = configSettings.Read("password", password); std::cout<<"port:"<<port<<std::endl; std::cout<<"ipAddress:"<<ipAddress<<std::endl; std::cout<<"username:"<<username<<std::endl; std::cout<<"password:"<<password<<std::endl; //float level = configSettings.Read("level", level); std::cout<<"level:"<<level<<std::endl; return 0;
}
2.ROS中的Config动态参数
2.1动态参数编写
在ROS系统中实现某个功能时,时常需要外部动态调整参数。例如控制中PID参数的调节,或者需要查看机器人在不同参数下的性能表现,此时外部参数的动态调节显得极其便利。在ROS中可以通过动态参数功能来实现。接下讲解ROS中动态参数的应用。
msf_core中的imu的噪声和漂移参数设置文件如下:
1.利用python语言编写.cfg文件,设置动态参数
#! /usr/bin/env python
PACKAGE='msf_core'
import roslib; roslib.load_manifest(PACKAGE)
#from driver_base.msg import SensorLevels
from dynamic_reconfigure.parameter_generator_catkin import *gen = ParameterGenerator()#以上代码初始化ROS并导入参数生成器# Name Type Reconfiguration level Description Default Min Max
gen.add("core_fixed_bias", bool_t, 0, "fix biases", False)
gen.add("core_noise_acc", double_t, 0, "accelerations noise spectral density (nsd) [m/s^2/sqrt(Hz)]", 6.93e-4, 1.0e-5, 1.0e-3)
gen.add("core_noise_accbias", double_t, 0, "acceleration biases random walk [m/s^3/sqrt(Hz)]", 2e-8, 1.0e-8, 1.0e-3)
gen.add("core_noise_gyr", double_t, 0, "gyros noise spectral density (nsd) [rad/s/sqrt(Hz)]", 1.39e-5, 1.0e-6, 1.0e-3)
gen.add("core_noise_gyrbias", double_t, 0, "gyro biases random walk [rad/s^2/sqrt(Hz)]", 3e-6, 1.0e-7, 1.0e-3)exit(gen.generate(PACKAGE, "Config", "MSF_Core"))#以上代码为加入不同的参数。其中gen.add(...)格式如下:
# gen.add(name, type, level, description, default, min, max)
# name: 参数的名称
# type: 参数类型#level:一个传递给回调的位掩码#description: 一个描述参数#default: 节点启动的初始值
# min: 参数最小值
# max: 参数最大值
2.2动态参数生成
2. 编辑CMakeLists.txt文件加入以下代码find_package(catkin REQUIRED COMPONENTSroscppstd_msgsmessage_generationdynamic_reconfigure#加入所需要的包
)generate_dynamic_reconfigure_options(cfg/MSF_Core.cfg)#生成动态参数
2.3调用动态参数
在MSF_SensorManagerROS.h文件中调用了该动态参数
#include <ros/ros.h>
#include <dynamic_reconfigure/server.h>
#include <msf_core/MSF_CoreConfig.h>//消息类型typedef dynamic_reconfigure::Server<msf_core::MSF_CoreConfig> ReconfigureServer;//重命名#在自定义的结构体MSF_SensorManagerROS中进行调用
struct MSF_SensorManagerROS : public msf_core::MSF_SensorManager<EKFState_T> {
....MSF_SensorManagerROS(ros::NodeHandle pnh = ros::NodeHandle("~core")) {//构造函数reconfServer_ = new ReconfigureServer(pnh);// 初始化服务器,忽略config的配置ReconfigureServer::CallbackType f = boost::bind(&MSF_SensorManagerROS::Config, this, _1, _2);//Config将会输出参数的新值reconfServer_->setCallback(f);//向服务器发送Config函数,进行回调触发//当服务器得到重新配置请求,一般运行$rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure//会调用回调函数f}
....//回调函数实现,把Gui的参数从新赋值个config_(结构体中的私有成员变量)void Config(msf_core::MSF_CoreConfig &config, uint32_t level) {config_ = config;//私有成员变量msf_core::MSF_CoreConfig config_; ///< Dynamic reconfigure config.CoreConfigCallback(config, level);}.......
}
$rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure
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