ROS2系列教程：常用工具详解（ros2 CLI、rqt、RViz、ros2 bag、tf2基础）

1
ros2 node        # 节点管理
2
ros2 topic       # 话题管理
3
ros2 service     # 服务管理
4
ros2 action      # 动作管理
5
ros2 param       # 参数管理
6
ros2 interface   # 接口（消息/服务/动作类型）管理
7
ros2 pkg         # 包管理
8
ros2 launch      # launch 文件
9
ros2 bag         # 数据录制回放
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ros2 daemon      # 后台守护进程管理
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ros2 doctor      # 系统健康检查
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ros2 run         # 运行节点
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ros2 lifecycle   # 生命周期管理

1
ros2 --help                  # 总帮助
2
ros2 topic --help            # 子命令帮助
3
ros2 topic hz --help         # 具体命令帮助

1
# 节点
2
ros2 node list                    # 列出所有节点
3
ros2 node list --verbose          # 带详细类型信息
4
ros2 node info /talker            # 节点完整信息（话题/服务/参数/动作）
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# 包
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ros2 pkg list                     # 列出所有已安装包
8
ros2 pkg list | grep demo         # 过滤
9
ros2 pkg prefix demo_nodes_py     # 包安装位置
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ros2 pkg executables demo_nodes_py  # 包内可执行命令
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ros2 pkg xml demo_nodes_py        # 查看包元数据

1
# 查看 daemon 状态
2
ros2 daemon status
3

4
# 停止 daemon（节点信息不准时用）
5
ros2 daemon stop
6

7
# 重新启动
8
ros2 daemon start

1
ros2 doctor             # 检查系统健康
2
ros2 doctor --report    # 生成详细报告（贴到问题帖里很有效）

1
# 启动 rqt 主窗口（插件从菜单添加）
2
rqt
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4
# 直接启动指定插件
5
rqt_graph              # ROS 图可视化（最常用）
6
rqt_console            # 日志控制台（过滤各级日志）
7
rqt_tf_tree            # TF 树可视化（坐标变换关系）
8
rqt_reconfigure        # 参数动态配置（滑块改参数）
9
rqt_plot               # 数据曲线绘制
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rqt_image_view         # 图像话题可视化

1
rqt_graph

1
rqt_console

1
rqt_reconfigure

1
rqt_plot /odom/pose/pose/position/x /odom/pose/pose/position/y

1
rviz2

1
# 启动并加载配置
2
rviz2 -d config.rviz          # 复用保存的配置
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4
# 用 launch 启动（第 11 篇讲过）

1
# 录制所有话题
2
ros2 bag record -a
3

4
# 录制指定话题
5
ros2 bag record /odom /scan /cmd_vel
6

7
# 指定目录与覆盖 QoS
8
ros2 bag record /scan -o scan_data \
9
  --qos-profile-overrides "{'sensor_msgs::msg::LaserScan': {reliability: 'best_effort'}}"

1
# 查看 bag 信息
2
ros2 bag info scan_data
3
# Files: ...
4
# Topics: /scan (360 messages), ...
5

6
# 回放
7
ros2 bag play scan_data
8

9
# 指定话题、倍速、循环
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ros2 bag play scan_data --topics /scan --rate 2.0 --loop

1
# 查看当前 TF 树（所有坐标系及父子关系）
2
ros2 run tf2_ros tf2_echo base_link laser
3
# At time ...: Translation: [0.1, 0.0, 0.2], Rotation: ...
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5
# 查看 TF 树全貌（文本）
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ros2 run tf2_ros tf2_monitor
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# 可视化 TF 树（图形）
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ros2 run tf2_tools view_frames    # 生成 frames.pdf
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# rviz 里查看 TF 树
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rqt_tf_tree

1
# 发布 base_link → laser 的静态变换（x=0.1, y=0, z=0.2, 无旋转）
2
ros2 run tf2_ros static_transform_publisher \
3
  0.1 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 base_link laser

1
# 第 1 步：系统体检
2
ros2 doctor
3

4
# 第 2 步：看节点是否都在
5
ros2 node list
6

7
# 第 3 步：看 ROS 图（谁连谁，有没有断线）
8
rqt_graph
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# 第 4 步：看关键话题数据流
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ros2 topic list
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ros2 topic hz /cmd_vel          # 有没有指令输出？
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ros2 topic hz /odom             # 里程计有没有数据？
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ros2 topic echo /cmd_vel --once # 指令内容是什么？
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# 第 5 步：看日志（错误集中地）
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rqt_console
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# 第 6 步：看 TF 树（坐标是否完整）
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ros2 run tf2_tools view_frames
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# 第 7 步：看参数
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ros2 param list /nav2_controller
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ros2 param get /nav2_controller controller_frequency
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# 第 8 步：录数据离线分析
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ros2 bag record -a

1
# 全局提高日志级别
2
ros2 run py_demo sensor_node --ros-args --log-level DEBUG
3

4
# 只对特定 logger 提高（如只调试话题）
5
ros2 run py_demo sensor_node --ros-args \
6
  --log-level sensor_node:=DEBUG

1
# 安装命令补全（输一半按 Tab 补全包名/话题名/类型）
2
# 在 ~/.bashrc 中已由 ROS2 安装脚本配置
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ros2 topic pub /<TAB>    # 自动补全话题名

1
# 查看所有话题的发布频率概览
2
ros2 topic list -t
3
# 逐个 hz 不方便时，用 rqt 的 Topic Monitor 插件

1
# 排除指定话题（如高频图像，避免 bag 巨大）
2
ros2 bag record -a -x "/camera/.*|/debug/.*"
3

4
# 压缩存储（SQLite3 格式支持压缩）
5
ros2 bag record -a --compression-mode file --compression-format zstd
6

7
# 多路录制到同一文件
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ros2 bag record /odom /scan /cmd_vel -o session_$(date +%Y%m%d_%H%M%S)

1
# 只看某个时间窗口
2
ros2 bag play session_bag --start-offset 10 --duration 20
3

4
# 按真实时间播放（默认按录制节奏，也可倍速）
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ros2 bag play session_bag --rate 0.5    # 慢放
6
ros2 bag play session_bag --rate 2.0    # 快放
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8
# 播放时重映射话题（换个话题名回放）
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ros2 bag play session_bag --remap /scan:=/scan_offline

1
# 查看生命周期节点状态
2
ros2 lifecycle get /nav2_controller
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# 输出: [1] unconfigured
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# 触发状态切换（configure → activate）
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ros2 lifecycle set /nav2_controller configure
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ros2 lifecycle set /nav2_controller activate
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# 列出所有生命周期节点
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ros2 lifecycle nodes

1
# 检查安全相关配置
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ros2 security list
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4
# 生成密钥（启用加密通信的前置步骤）
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ros2 security create_keystore keystore
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ros2 security create_enclave keystore /namespace/node
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# 以安全模式启动
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export ROS_SECURITY_KEYSTORE=keystore
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export ROS_SECURITY_ENABLE=true
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export ROS_SECURITY_STRATEGY=Enforce

1
# 话题收发延迟概览（内置）
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ros2 topic delay /odom          # 发布-订阅时间差
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# 回调耗时统计（rclpy/rclcpp 内置 tracer）
5
# 更细粒度分析用 ros2_tracing（系统级 tracing）
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# 查看节点资源占用
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ros2 topic hz --window 100 /odom   # 最近 100 条的消息间隔统计

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# 机器 A 上跑节点
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ros2 run py_demo sensor_node
3

4
# 机器 B 上应能看到（同一网络/DDS 域）
5
ros2 node list
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# 看不到时的排查
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export ROS_DOMAIN_ID=42       # 两台机器必须一致
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ros2 doctor                   # 检查网络与发现协议

1
# 把日志导到文件分析
2
ros2 run py_demo sensor_node 2>&1 | tee sensor.log
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4
# 统计错误出现频率
5
grep -c "ERROR" sensor.log
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# 按时间排序查看错误上下文
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grep -B 2 -A 2 "ERROR" sensor.log | head -50

1
# 场景：机器人偶发"丢里程计"，需要定位
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# 1. 先录 10 分钟数据
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ros2 bag record /odom /cmd_vel /scan -o diag_bag &
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5
# 2. 同时监控频率抖动
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ros2 topic hz /odom --window 100
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8
# 3. 出问题后立即看 daemon 状态与 doctor
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ros2 doctor --report > doctor.txt
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# 4. 停止录制，离线分析
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ros2 bag info diag_bag
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ros2 bag play diag_bag --rate 0.5   # 慢放观察
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# 5. 结合 rqt_graph 确认拓扑、rqt_console 看错误