4-LVI-SAM源码分析体会_1_lvisam

作者：我家小花儿 | 2024-03-24 19:56:04

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lvisam

2021SC@SDUSC

4-LVI-SAM源码分析体会_1

这一篇分析体会是在看imageProjection.cpp的时候产生的

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4-LVI-SAM源码分析体会_1

问题与解答

每个cpp文件里面的节点初始化的节点名称一样，与节点名称唯一矛盾，为什么？

现象如下：

这是imageProjection.cpp的main函数：

int main(int argc, char** argv)
{
    ros::init(argc, argv, "lidar");

    ImageProjection IP;
    
    ROS_INFO("\033[1;32m----> Lidar Cloud Deskew Started.\033[0m");

    ros::MultiThreadedSpinner spinner(3);
    spinner.spin();
    
    return 0;
}
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这是featureExtraction.cpp的main函数：

int main(int argc, char** argv)
{
    ros::init(argc, argv, "lidar");

    FeatureExtraction FE;

    ROS_INFO("\033[1;32m----> Lidar Feature Extraction Started.\033[0m");
   
    ros::spin();

    return 0;
}
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经过对比，可以发现它们的节点初始化函数传进去的节点名称是一样的都是"lidar"，而且，这两个文件是同时运行的。而且，在运行的时候，使用rqt_graph打印节点时，也没有出现lidar。于是带着这个疑问，我仔细地思考整个ros运行地流程，并且查阅网上的资料。我发现，网上虽然也是用ros::init进行节点初始化的，参数也包含了节点的名称，但是，在运行编译后的节点使用rosrun启动的，因此，用rqt_graph打印出来的就是ros::init里面的名字参数。

而我们使用lvi-sam是直接用roslaunch去启动节点，而在比赛的时候，我也稍微学习了roslaunch的用法，里面是有自己定义节点的各个属性，其中包括了名称。因此，我找到了启动lidar_odometry里面4个cpp文件对应的launch文件，找到了答案。

<launch>

    <arg name="project" default="lvi_sam"/>
    <!-- Lidar odometry param -->
    <rosparam file="$(find lvi_sam)/config/params_lidar.yaml" command="load" />
    <!-- VINS config -->
    <param name="vins_config_file" type="string" value="$(find lvi_sam)/config/params_camera.yaml" />
    
    <!-- Lidar odometry -->
    <node pkg="$(arg project)"      type="$(arg project)_imuPreintegration"   name="$(arg project)_imuPreintegration"    output="screen"     respawn="true"/>
    <node pkg="$(arg project)"      type="$(arg project)_imageProjection"     name="$(arg project)_imageProjection"      output="screen"     respawn="true"/>
    <node pkg="$(arg project)"      type="$(arg project)_featureExtraction"   name="$(arg project)_featureExtraction"    output="screen"     respawn="true"/>
    <node pkg="$(arg project)"      type="$(arg project)_mapOptmization"      name="$(arg project)_mapOptmization"       output="screen"     respawn="true"/>

    <!-- Visual feature and odometry -->
    <node pkg="$(arg project)"      type="$(arg project)_visual_feature"      name="$(arg project)_visual_feature"       output="screen"     respawn="true"/>
    <node pkg="$(arg project)"      type="$(arg project)_visual_odometry"     name="$(arg project)_visual_odometry"      output="screen"     respawn="true"/>
    <node pkg="$(arg project)"      type="$(arg project)_visual_loop"         name="$(arg project)_visual_loop"          output="screen"     respawn="true"/>

    <!-- Image conversion -->
    <node pkg="image_transport" type="republish" name="$(arg project)_republish" args="compressed in:=/camera/image_raw raw out:=/camera/image_raw" output="screen" respawn="true"/>

</launch>
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可以看到，launch文件中，已经定义好了节点的名称，而这个名称，在rqt_graph也能找到。不过，在这里，我们可以又多问几个为什么。

roslaunch和rosrun的有什么不同？
如果用roslaunch，那main函数中的ros::init还需要吗？或者，还需要main函数吗？

为了搞清楚，roslaunch和rosrun有什么不同，我翻阅了一下wiki。roslaunch允许在本地和远程启动多个节点，并且可以在参数服务器上设置参数。而rosrun就是很简单的允许你运行一个可执行文件。显然，是rosrun运行是直接运行可执行文件，会直接从main函数进入，然后就执行了init函数，其中的名称参数也就成了节点的名称；而roslaunch应该也和rosrun在一开始运行节点是一样的，也是从main函数进入，但是，其中设置参数这个步骤会把init时设置的名称参数覆盖，因此，只要launch文件中的节点参数设置不重复，用roslaunch启动的节点名称也就不会重复。

至于第二个问题，按照我上面的推论，应该还是需要ros::init以及main函数的，毕竟这是让系统运行代码，创建进程的一个入口（笑+摊手）。

C++体会

1. 模板函数

在一开始看LVI-SAM的源代码的时候，我被C++的第一个语法就迷惑了：

subImu = nh.subscribe<sensor_msgs::Imu>(imuTopic, 2000, &ImageProjection::imuHandler, this, ros::TransportHints().tcpNoDelay());
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这里的函数名后面跟着一个尖括号。按照我对这个语句的理解，我可以推测这里尖括号里面的应该是消息的内容，但是为什么这里的语法会这样写呢？

于是，我去ros官网，找了ros::NodeHandle这个类的源代码，subscribe这个函数有很多重载的版本，下面是上面的代码的参数对应的版本：

template<class M, class T>
Subscriber subscribe(const std::string& topic, uint32_t queue_size, void(T::*fp)(M), T* obj, 
                     const TransportHints& transport_hints = TransportHints())
{
  SubscribeOptions ops;
  ops.template initByFullCallbackType<M>(topic, queue_size, boost::bind(fp, obj, _1));
  ops.transport_hints = transport_hints;
  return subscribe(ops);
}
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因此，我可以进一步推测，这个尖括号的写法应该是和模板函数有关，但是问题又来了，我们平常的模板函数的调用应该是和下面的代码一样的呀？

#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>
void Swap(T & x, T & y)
{
    T tmp = x;
    x = y;
    y = tmp;
}
int main()
{
    int n = 1, m = 2;
    Swap(n, m);  //编译器自动生成 void Swap (int &, int &)函数
    double f = 1.2, g = 2.3;
    Swap(f, g);  //编译器自动生成 void Swap (double &, double &)函数
    return 0;
}
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在我查阅网上的资料后，我发现，上面的代码这样写：调用模板函数和调用普通的函数没区别，是因为传递参数的时候已经指定了模板变量T的类型，而如果没有指定类型的话，需要在函数调用的时候，函数名后面写上。我写了小例子如下，里面包含了上述的两种情况：

#include<iostream>
using namespace std;

template<class M, class T> // 不知道M的类型，需要显示指定
void f(int a, T b) {
    cout << "result is " << (a+b) << endl;
    M c = 'a'; // char转int
    cout << c << endl;
}
int main()
{
    int a = 1;
    f<int>(a, a); // 显式指定M的类型为int
}

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下面是运行结果：
在这里插入图片描述

2. 函数传参

在上面的例子中，我们可以看到这个ros的源代码的参数列表有个不太寻常的地方：void(T::*fp)(M)这种参数的写法其实就是把函数当成参数进行传递。对于这个机制，我写稍微写了个代码帮助理解：

#include<stdio.h>
using namespace std;

int f(int a, int b) {
    return a+b;
}

int g(int a, int b, int(*t)(int x, int y)) {
    return t(a, b);
}

int main()
{
    printf("the result is %d;\n", g(1, 2, f));
}
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运行结果如下：

在这里插入图片描述

我们可以稍微深入一点，加入我们写的函数参数的返回值不一样会怎么样？如下：

#include<stdio.h>
using namespace std;

int f(int a, int b) {
    return a+b;
}

int g(int a, int b, double(*t)(int x, int y)) {
    return t(a, b);
}

int main()
{
    printf("the result is %d;\n", g(1, 2, f));
}
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可以看到，编译的时候会报错：

在这里插入图片描述

如果修改函数签名，也是如此，因此，如果函数要作为参数去传递的话，函数签名和返回值要完全相同才行。

3. 宏

这算是比较基础的知识，当c++里面用了宏的时候，可以不用使用分号';'，因为这算是字符的替换。如下：

#define MAX A();

class A {
    MAX
};
int main() {
    A a;
    return 0;
}
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