[ROS 系列学习教程] rosbag C++ API_rosbag::view

ROS 系列学习教程(总目录)

rosbag 的 C++ API 主要有两个类，用于写bag文件的Bag类，和用于读bag文件的View类。

一、rosbag::Bag

用于写bag文件。

头文件：bag.h

1.1 常用接口

# 打开bag文件
Bag (std::string const &filename, uint32_t mode=bagmode::Read)
   
# 打开bag文件
void open (std::string const &filename, uint32_t mode=bagmode::Read)

# 关闭bag文件
void close()

# 写bag文件
template<class T >
void write (std::string const &topic, ros::MessageEvent< T > const &event)

template<class T >
void write (std::string const &topic, ros::Time const &time, boost::shared_ptr< T > const &msg, boost::shared_ptr< ros::M_string > connection_header=boost::shared_ptr< ros::M_string >())

template<class T >
void write (std::string const &topic, ros::Time const &time, boost::shared_ptr< T const > const &msg, boost::shared_ptr< ros::M_string > connection_header=boost::shared_ptr< ros::M_string >())

template<class T >
void write (std::string const &topic, ros::Time const &time, T const &msg, boost::shared_ptr< ros::M_string > connection_header=boost::shared_ptr< ros::M_string >())
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示例代码：

#include <ros/ros.h>
#include <rosbag/bag.h>
#include <ros/package.h>
#include <std_msgs/String.h>

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

    std::string packagePath = ros::package::getPath("rosbag_learning");
    std::string bagsPath = packagePath + "/bags";

    ros::NodeHandle nh;
    // 创建bag对象
    rosbag::Bag bag;
    // 打开文件
    bag.open(bagsPath+"/test.bag", rosbag::BagMode::Write);
    // 写文件
    std_msgs::String msg;
    msg.data = "hello world";
    // 写入4帧
    for (size_t i = 0; i < 4; i++)
    {
        bag.write("/chatter", ros::Time::now(), msg);
    }
    // 关闭文件
    bag.close();

    return 0;
}
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编译运行生成 test.bag 文件，查看该文件信息，结果如下：

可以看到成功写入了4帧数据。

1.2 其他接口

bag文件是否被打开

bool isOpen() const;
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获取文件名

std::string getFileName() const;
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获取文件的打开模式，枚举如下

BagMode getMode() const; 
enum BagMode
{
    Write   = 1,
    Read    = 2,
    Append  = 4
};
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获取文件的主版本号和次版本号
ROS bag格式有很多版本，官方不保证不同版本之间的兼容性
bag文件第一行记录了当前的版本号，格式如：#ROSBAG VX.Y
旧版本使用#ROSRECORD或#ROSLOG前缀
其中，X是主版本号，Y是次版本号

uint32_t getMajorVersion() const;                     
uint32_t getMinorVersion() const;  
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获取文件大小

uint64_t getSize() const;    
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设置/获取用于写入块的压缩方法，枚举如下

void setCompression(CompressionType compression); 
CompressionType getCompression() const;     
enum CompressionType
{
    Uncompressed = 0, // 不压缩
    BZ2          = 1, // BZ2格式
    LZ4          = 2, // LZ4格式
};
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设置/获取 Bag 文件中每个块的最大字节数
在 ROS Bag 文件中，消息数据被划分为多个“块”(chunks)。每个块可能包含多个消息，并且块的大小是固定的。块的大小决定了 Bag 文件的读写效率和磁盘空间使用。
当向 Bag 文件中写入消息时，ROS 会尝试将消息放入当前的块。如果当前块的大小达到或超过 chunk_threshold，则 ROS 会开始一个新的块来存储后续的消息。
通过调整 chunk_threshold，你可以控制 Bag 文件的读写效率和磁盘空间使用。较小的 chunk_threshold 会导致更多的块，这可能会降低读写效率但可能会节省磁盘空间（因为每个块都有自己的元数据）。而较大的 chunk_threshold 则会提高读写效率，但可能会使用更多的磁盘空间。

void setChunkThreshold(uint32_t chunk_threshold); 
uint32_t getChunkThreshold() const;     
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使用指定的加密插件加密bag文件

void setEncryptorPlugin(const std::string& plugin_name, const std::string& plugin_param = std::string());
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交换当前bag对象与参数bag的内容

void swap(Bag&);
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二、rosbag::View

用于读bag文件。

头文件：view.h

2.1 常用接口

创建一个bag文件视图
将bag中的msg存到vector中，按时间升序排序
bag：bag文件
query：查询条件函数
start_time：查询时间范围的开始时间
end_time：查询时间范围的结束时间
reduce_overlap：如果返回多个相同的消息，将它们合并为一条消息

View(bool const& reduce_overlap = false);
View(Bag const& bag, ros::Time const& start_time = ros::TIME_MIN, ros::Time const& end_time = ros::TIME_MAX, bool const& reduce_overlap = false);
View(Bag const& bag, boost::function<bool(ConnectionInfo const*)> query, ros::Time const& start_time = ros::TIME_MIN, ros::Time const& end_time = ros::TIME_MAX, bool const& reduce_overlap = false);

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查询时间范围的开始/结束时间

ros::Time getBeginTime();
ros::Time getEndTime();

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用于遍历vector中的msg

iterator begin();
iterator end();

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获取vector大小（msg个数）

uint32_t size();

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添加查询时间范围
bag：bag文件
query：查询条件函数
start_time：查询时间范围的开始时间
end_time：查询时间范围的结束时间

void addQuery(Bag const& bag, ros::Time const& start_time = ros::TIME_MIN, ros::Time const& end_time = ros::TIME_MAX);
void addQuery(Bag const& bag, boost::function<bool(ConnectionInfo const*)> query, ros::Time const& start_time = ros::TIME_MIN, ros::Time const& end_time = ros::TIME_MAX);

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获取bag中topic的连接信息，每个topic一个结构体
其中返回结构体定义如下：

std::vector<const ConnectionInfo*> getConnections();
struct ROSBAG_STORAGE_DECL ConnectionInfo
{
    ConnectionInfo() : id(-1) { }

    uint32_t    id;        // topic id
    std::string topic;     // topic名字
    std::string datatype;  // topic数据类型，即topic的msg
    std::string md5sum;    // topic的MD5值
    std::string msg_def;   // msg的数据类型

    boost::shared_ptr<ros::M_string> header;
};

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2.1.1 代码示例

#include <ros/ros.h>
#include <rosbag/bag.h>
#include <rosbag/view.h>
#include <std_msgs/String.h>

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

    std::string packagePath = ros::package::getPath("rosbag_learning");
    std::string bagsPath = packagePath + "/bags";
    rosbag::Bag bag;
    bag.open(bagsPath+"/test.bag"); // BagMode is Read by default

    for (rosbag::MessageInstance const m : rosbag::View(bag))
    {
        std_msgs::String::ConstPtr i = m.instantiate<std_msgs::String>();
        if (i != nullptr)
        {
            ROS_INFO("%s", i->data.c_str());
        }
    }

    bag.close();

    return 0;
}
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编译运行，读取上文生成的test.bag 文件，结果如下：

对于 getConnections() 函数，示例如下：

#include <ros/ros.h>
#include <rosbag/bag.h>
#include <rosbag/view.h>

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

    std::string packagePath = ros::package::getPath("rosbag_learning");
    std::string bagsPath = packagePath + "/bags";
    rosbag::Bag bag;
    bag.open(bagsPath+"/test.bag"); // BagMode is Read by default

    rosbag::View view(bag);
    std::vector<const rosbag::ConnectionInfo*> cInfo = view.getConnections();
    for (size_t i = 0; i < cInfo.size(); i++)
    {
        ROS_INFO("id: %d, topic: %s, dataType: %s, md5: %s, msg_def: %s", 
            cInfo[i]->id, cInfo[i]->topic.c_str(), cInfo[i]->datatype.c_str(),
            cInfo[i]->md5sum.c_str(), cInfo[i]->msg_def.c_str());
    }

    bag.close();

    return 0;
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编译运行，结果如下：