从零开始学习cartographer源码之01.gflags与glog

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从零开始学习cartographer源码之gflags与glog

gflags

gflags简介

gflags（Google Flags）是一个用于处理命令行标志的库，主要由Google开发，广泛应用于C++和Python项目中。它提供了一种简洁而强大的方式来定义、解析和使用命令行标志（flags）。

gflags主要作用

  1. 定义命令行标志：可以方便地定义各种类型的命令行标志，包括布尔值、整数、字符串等。
  2. 解析命令行标志：自动解析命令行参数，并将它们转换为相应的类型。
  3. 生成帮助信息：自动生成包含所有定义标志的帮助信息，帮助用户了解可用的命令行参数。
  4. 默认值和验证：支持为标志设置默认值和进行简单的验证，确保参数的有效性。

gflags在cartographer中的用法

库文件位置：\wsl.localhost\Ubuntu-18.04\usr\local\include\gflags\gflags.h（wsl内地址）
以node_main.cc为例

  • 文件位置：src/cartographer_ros/cartographer_ros/cartographer_ros/node_main.cc

  • 初始化flag
    我们可以通过给可执行文件传输命令行参数来修改flag的默认值，只需要在main函数开头，对flag进行初始化

    google::ParseCommandLineFlags(&argc, &argv, true);

  • DEFINE有三个宏，其意义分别为：flag的名称，flag的默认值，help字符串。 gflags支持的变量类型如下：

    DEFINE_bool: 布尔类型
    DEFINE_int32: 32-bit 整型
    DEFINE_int64: 64-bit 整型
    DEFINE_uint64: 无符号 64-bit 整型
    DEFINE_double: double
    DEFINE_string: C++ string

    /*
名称: collect_metrics
默认值: false
描述: 如果激活，则收集运行时指标，并通过ROS服务访问这些指标。
*/
DEFINE_bool(collect_metrics, false,
            "Activates the collection of runtime metrics. If activated, the "
            "metrics can be accessed via a ROS service.");
            
/*
名称: configuration_directory
默认值: 空字符串 ""
描述: 配置文件搜索的第一个目录，第二个始终是Cartographer安装目录，以允许从那里包含文件。
*/     
DEFINE_string(configuration_directory, "",
              "First directory in which configuration files are searched, "
              "second is always the Cartographer installation to allow "
              "including files from there.");
              
/*
名称: configuration_basename
默认值: 空字符串 ""
描述: 配置文件的基本名称，不包含任何目录前缀。
*/
DEFINE_string(configuration_basename, "",
              "Basename, i.e. not containing any directory prefix, of the "
              "configuration file.");

/*
名称: load_state_filename
默认值: 空字符串 ""
描述: 如果非空，则是要加载的.pbstream文件的文件名，其中包含保存的SLAM状态。
*/
DEFINE_string(load_state_filename, "",
              "If non-empty, filename of a .pbstream file to load, containing "
              "a saved SLAM state.");

/*
名称: load_frozen_state
默认值: true
描述: 加载保存的状态为冻结（非优化）的轨迹。
*/
DEFINE_bool(load_frozen_state, true,
            "Load the saved state as frozen (non-optimized) trajectories.");

/*
名称: start_trajectory_with_default_topics
默认值: true
描述: 启用后立即使用默认主题启动第一个轨迹。
*/
DEFINE_bool(
    start_trajectory_with_default_topics, true,
    "Enable to immediately start the first trajectory with default topics.");

/*
名称: save_state_filename
默认值: 空字符串 ""
描述: 如果非空，在关闭之前序列化状态并写入磁盘的文件名。
*/
DEFINE_string(
    save_state_filename, "",
    "If non-empty, serialize state and write it to disk before shutting down.");

cartographer_node节点通常使用launch启动，以backpack_2d.launch为例

  • 文件位置：src/cartographer_ros/cartographer_ros/launch/backpack_2d.launch
  • 通过launch将configuration_director和configuration_basename两个参数通过launch传递给节点，未传递的其他变量均以默认值启动
    <launch>
  <!-- 找到cartographer_ros功能包，读取backpack_2d.urdf -->
  <param name="robot_description"
    textfile="$(find cartographer_ros)/urdf/backpack_2d.urdf" />

  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher"
    type="robot_state_publisher" />
    
  <!-- 启动节点，通过命令行将configuration_director和configuration_basename传递给节点 -->
  <node name="cartographer_node" pkg="cartographer_ros"
      type="cartographer_node" args="
          -configuration_directory $(find cartographer_ros)/configuration_files
          -configuration_basename backpack_2d.lua"
      output="screen">
    <remap from="echoes" to="horizontal_laser_2d" />
  </node>

  <node name="cartographer_occupancy_grid_node" pkg="cartographer_ros"
      type="cartographer_occupancy_grid_node" args="-resolution 0.05" />
</launch>

glog

glog简介

Google Logging（glog）是一个由Google开发的C++日志库，提供了一种简单而强大的方式来记录程序的运行信息。glog支持四种日志级别（INFO、WARNING、ERROR和FATAL），可以方便地记录各种类型的日志信息。

glog主要作用

  1. 日志记录：

    • INFO：记录一般信息，如程序启动和停止信息。
    • WARNING：记录警告信息，表示可能会导致问题的情况。
    • ERROR：记录错误信息，表示已经发生的问题。
    • FATAL：记录致命错误信息，表示无法继续执行的问题，并导致程序终止。

  2. 条件日志：在特定条件下记录日志，减少不必要的日志记录。

  3. 频率控制日志：控制日志记录的频率，如每N次或每秒钟记录一次日志。

  4. 自动生成日志文件：按日期或大小自动生成和轮转日志文件，避免单个日志文件过大。

  5. 堆栈跟踪：在记录致命错误时，提供堆栈跟踪信息，帮助定位问题。

glog在cartographer中的用法

库文件位置：\wsl.localhost\Ubuntu-18.04\usr\include\glog\logging.h（wsl内地址）
以node_main.cc为例

  • 文件位置：src/cartographer_ros/cartographer_ros/cartographer_ros/node_main.cc
  • 初始化glog
    使用glog之前需要在main函数中对其进行初始化。
    google::InitGoogleLogging(argv[0]);
  • 可以使用glog对gflags传递的参数进行检查，
    如果configuration_directory和configuration_basename有一个为空，就结束程序运行并输出log
    CHECK(!FLAGS_configuration_directory.empty())
      << "-configuration_directory is missing.";
CHECK(!FLAGS_configuration_basename.empty())
      << "-configuration_basename is missing.";
  • 在初始化ros之后将glog转化成roslog
    cartographer_ros::ScopedRosLogSink ros_log_sink;
  • 在文件ros_log_sink.cc中将glog转换成roslog
  • 文件位置：\wsl.localhost\Ubuntu-18.04\home\lx\cartograptrer\ori\clion_carto_ws\src\cartographer_ros\cartographer_ros\cartographer_ros\ros_log_sink.cc
    #include "cartographer_ros/ros_log_sink.h"

#include <chrono>
#include <cstring>
#include <string>
#include <thread>

#include "glog/log_severity.h"
#include "ros/console.h"

namespace cartographer_ros {

namespace {

const char* GetBasename(const char* filepath) {
  const char* base = std::strrchr(filepath, '/');
  return base ? (base + 1) : filepath;
}

}  // namespace

ScopedRosLogSink::ScopedRosLogSink() : will_die_(false) { AddLogSink(this); }
ScopedRosLogSink::~ScopedRosLogSink() { RemoveLogSink(this); }

void ScopedRosLogSink::send(const ::google::LogSeverity severity,
                            const char* const filename,
                            const char* const base_filename, const int line,
                            const struct std::tm* const tm_time,
                            const char* const message,
                            const size_t message_len) {
  const std::string message_string = ::google::LogSink::ToString(
      severity, GetBasename(filename), line, tm_time, message, message_len);
  switch (severity) {
    case ::google::GLOG_INFO:
      ROS_INFO_STREAM(message_string);
      break;

    case ::google::GLOG_WARNING:
      ROS_WARN_STREAM(message_string);
      break;

    case ::google::GLOG_ERROR:
      ROS_ERROR_STREAM(message_string);
      break;

    case ::google::GLOG_FATAL:
      ROS_FATAL_STREAM(message_string);
      will_die_ = true;
      break;
  }
}

void ScopedRosLogSink::WaitTillSent() {
  if (will_die_) {
    // Give ROS some time to actually publish our message.
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
  }
}

}  // namespace cartographer_ros
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