ROS时间概念相关:ros::Time、ros::Duration、定时器ros::Timer&ros::Rate

ROS学习之路

Posted by 白夜行的狼 on November 8, 2018

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本文总结了一些ROS中常用到的时间相关的一些类、定时器、概念等。

作者会长期更新自己学到的一些知识,有什么错误希望大家能够一起探讨,一起进步。喜欢的话收藏一个呗。

1. 概述

roslib给用户提供了ros::Time and ros::Duration两个类来描述时刻以及时间间隔两个概念,其中Duration可以是负数。Time和Duration拥有一样的成员:

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int32 sec
int32 nsec

一般情况下,这里的时间都是跟平台(即系统)的时间相关联的,但ROS提供了一种模拟时钟即ROS时钟时间,当进行了相应设置时,这里的时间就是ROS时钟时间。

2. 时间与时间间隔的基本使用

2.1 获得当前时间

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ros::Time begin = ros::Time::now();

注:如果使用的是模拟时间,now在/clock话题接收到第一个消息之前都会返回0

2.2 定义类对象

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ros::Time::Time(uint32_t _sec, uint32_t _nsec)
ros::Time::Time(double t)

ros::Duration::Duration(uint32_t _sec, uint32_t _nsec)
ros::Duration::Duration(double t)

_sec是秒,_nsec是纳秒 故ros::Time a_little_after_the_beginning(0, 1000000);等价于ros::Time a_little_after_the_beginning(0.001);

2.3 相互转化、比较

Time继承自

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template<class T, class D>
class ros::TimeBase< T, D >

Duration继承自

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template<class T>
class ros::DurationBase< T >

两个基类都实现了>、<、!=等比较符。并且两者都实现了

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uint64_t    toNSec () const
double      toSec () const

我们可以通过这两个函数来进行Time和Duration的转化

2.4 运算符

两个基类都重载了+、-、+=、-=运算符:

1 hour + 1 hour = 2 hours (duration + duration = duration)

2 hours - 1 hour = 1 hour (duration - duration = duration)

Today + 1 day = tomorrow (time + duration = time)

Today - tomorrow = -1 day (time - time = duration)

Today + tomorrow = error (time + time is undefined)

3. 延时

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bool ros::Duration::sleep()
ros::Duration(0.5).sleep(); // sleep for half a second

4. 定时器

ros::Timer
首先需要说明的是,ROS并不是实时系统,所以定时器并不能确保精确定时。精确的执行时间以及理论上应该执行的时间可以在回调函数的ros::TimerEvent结构中得到。

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ros::Timer ros::NodeHandle::createTimer(ros::Duration period, <callback>, bool oneshot = false);
ros::Timer timer = n.createTimer(ros::Duration(0.1), timerCallback);//定时0.1s
void timerCallback(const ros::TimerEvent& e);

其中oneshot是定义是否只定时一次,默认连续定时。这里也不一定要回调函数,也可以传函数对象等,这里不细述。

其中TimerEvent结构体定义如下:

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struct TimerEvent
{
  Time last_expected;                     ///< In a perfect world, this is when the last callback should have happened
  Time last_real;                         ///< When the last callback actually happened

  Time current_expected;                  ///< In a perfect world, this is when the current callback should be happening
  Time current_real;                      ///< This is when the current callback was actually called (Time::now() as of the beginning of the callback)

  struct
  {
    WallDuration last_duration;           ///< How long the last callback ran for, always in wall-clock time
  } profile;
};

ros::Rate

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ros::Rate r(10); // 10 hz
while (ros::ok())
{
//... do some work ...
    bool met = r.sleep();
}

它的功能就是先设定一个频率,然后通过睡眠度过一个循环中剩下的时间,来达到该设定频率。如果能够达到该设定频率则返回true,不能则返回false。

计时的起点是上一次睡眠的时间、构造函数被调用、或者调用void ros::Rate::reset()函数重置时间。

因为没有TimerEvent,所以相对于Timer而言,Rate的精确度会有所下降。

参考

http://wiki.ros.org/roscpp/Overview/Time
http://wiki.ros.org/roscpp_tutorials/Tutorials/Timers http://docs.ros.org/diamondback/api/rostime/html/classros_1_1Rate.html


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