Chương 2: Log và tên tài nguyên trong ROS 2

Hệ điều hành robot · Đại học · HKI 2026–2027

Thử mức log, namespace, tên relative/private và remapping với hai turtlesim.

Tải gói thực hành (ZIP, 129 KB)

Thực hành trên Ubuntu 24.04 và ROS 2 Jazzy. Đây là bài chạy trong môi trường ROS 2, không chạy trực tiếp trên trình duyệt.

Môn Hệ điều hành robot (077603), NTT, HKI 2026–2027. Môi trường mẫu: ROS 2 Jazzy, Ubuntu 24.04, Python. Tất cả ví dụ chuyển động chỉ dùng turtlesim. Không chạy các phép thử gửi nhầm lệnh trên robot thật.

Chuẩn bị trên Ubuntu

Cài ROS 2 Jazzy theo hướng dẫn chính thức trước. Sau đó:

sudo apt update
sudo apt install ros-jazzy-turtlesim ros-jazzy-rqt-console ros-jazzy-rqt-graph python3-colcon-common-extensions
source /opt/ros/jazzy/setup.bash
mkdir -p ~/robot_os_ch2_ws/src

Chép thư mục src/robot_os_ch2 của gói này vào ~/robot_os_ch2_ws/src/. Trong gốc workspace:

cd ~/robot_os_ch2_ws
colcon build --symlink-install --packages-select robot_os_ch2
source install/setup.bash

Mỗi terminal mới dùng Bash và nạp:

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
source ~/robot_os_ch2_ws/install/setup.bash
export ROS_DOMAIN_ID=73
export ROS_AUTOMATIC_DISCOVERY_RANGE=LOCALHOST

Giảng viên phân miền ROS cho từng nhóm; 73 là ví dụ của gói, không phải quyền bảo mật. LOCALHOST giới hạn discovery trong một máy. Các lệnh apt dành cho Ubuntu, không phải macOS.

1. Severity, once và throttle

ros2 run robot_os_ch2 log_lab --ros-args --log-level INFO
ros2 run robot_os_ch2 log_lab --ros-args --log-level DEBUG
ros2 run robot_os_ch2 log_lab --ros-args --log-level ERROR

INFO: không thấy DBG. DEBUG: có DBG. ERROR: chỉ các thông báo mức ERROR và FATAL của ví dụ còn lại. FATAL là thông báo minh họa, không tự thoát: ở INFO/DEBUG vẫn thấy AFTER_FATAL phía sau. 20 lượt đi qua một vị trí once=True tạo một dòng ONCE. throttle_duration_sec=0.5 giới hạn nhịp ghi; không đổi số vòng xử lý. Số dòng có thể dao động theo thời gian thực thi. Trong lần kiểm chứng đi kèm, có 4 dòng THROTTLE.

Thu cả console stdout và stderr:

ros2 run robot_os_ch2 log_lab --ros-args --log-level DEBUG > run_debug.txt 2>&1

Mở ros2 run rqt_console rqt_console hoặc ros2 topic echo /rosout trước khi tạo sự kiện. Bộ lọc hiển thị không thể phục hồi DEBUG đã bị nguồn lọc. Không mặc định công cụ đọc lại mọi dòng lịch sử. Các đích xuất riêng:

ros2 run robot_os_ch2 log_lab --ros-args --disable-stdout-logs
ros2 run robot_os_ch2 log_lab --ros-args --disable-rosout-logs

Tên --disable-stdout-logs tắt console ROS dù console mặc định dùng stderr. Đối chiếu tệp backend bằng ROS_LOG_DIR; bản thu shell là loại tệp khác.

2. Tự tính và kiểm tra tên

ros2 run robot_os_ch2 name_probe --ros-args -r __ns:=/r1
ros2 run robot_os_ch2 name_probe --ros-args -r __ns:=/r1 -r __node:=inspector
ros2 run robot_os_ch2 name_probe --unique

Với /r1/probe: turtle1/cmd_vel → /r1/turtle1/cmd_vel; /turtle1/cmd_vel giữ nguyên; ~/status → /r1/probe/status. Khi đổi tên node thành inspector, private đổi thành /r1/inspector/status. Logger dùng r1.inspector. Không có khoảng trắng trong các chuỗi tên.

--unique là đối số của chương trình mẫu, do Python tạo UUID 8 ký tự; không phải tùy chọn anonymous=True của rospy. name_probe chỉ tính/in tên, không tạo publisher cho các topic được liệt kê. Tên private không phải cơ chế bảo mật.

3. Hai turtlesim và một driver

Terminal A:

ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args -r __ns:=/r1

Terminal B:

ros2 run turtlesim turtlesim_node --ros-args -r __ns:=/r2

Terminal C:

ros2 run robot_os_ch2 scoped_driver --ros-args -r __ns:=/r1

Driver có node /r1/driver, publisher Twist /r1/turtle1/cmd_vel, subscriber Pose /r1/turtle1/pose và publisher String /r1/driver/status. R1 chuyển động, r2 đứng yên. Driver phát vận tốc trong 60 nhịp 0,1 giây đầu rồi tiếp tục phát lệnh bằng 0. Muốn thử lại, Ctrl+C riêng driver và khởi chạy lại. Trước mỗi tình huống, chờ rùa dừng và khôi phục vị trí nếu cần; không chạy đồng thời nhiều driver.

ros2 node info /r1/driver
ros2 topic info /r1/turtle1/cmd_vel --verbose
ros2 topic echo /r1/turtle1/pose

4. Lỗi tên ở gốc

Kết thúc driver lượt trước; giữ hai turtlesim:

ros2 run robot_os_ch2 scoped_driver --ros-args -r __ns:=/r1 -r turtle1/cmd_vel:=/turtle1/cmd_vel

Publisher ở gốc không nối với subscriber của hai mô phỏng trong namespace. Cả hai đứng yên. So endpoint của tên gốc và tên r1. Sửa bằng cách kết thúc lượt lỗi rồi chạy lại cấu hình chuẩn ở mục 3.

5. Gửi nhầm sang r2 có chủ ý

ros2 run robot_os_ch2 scoped_driver --ros-args -r __ns:=/r1 -r turtle1/cmd_vel:=/r2/turtle1/cmd_vel

R2 nhận lệnh dù node driver vẫn thuộc /r1. Subscriber Pose của driver vẫn đọc r1: đây là một cấu hình lệch giữa lệnh và trạng thái. Đọc hai endpoint riêng. Không gọi việc rùa nào đó đã chuyển động là bằng chứng mọi cấu hình đều đúng. Sửa bằng cách bỏ remap ngoài ý muốn và chạy lại chuẩn.

Video và bằng chứng

  • 01_relative_r1.mp4: hai mô phỏng, chỉ driver /r1 phát lệnh theo tên relative.
  • 02_global_wrong_then_remap_r2.mp4: ban đầu tên lệnh ở gốc không có nơi nhận; sau đó remap sang r2. Nửa sau minh họa gửi nhầm r2, không phải cấu hình chuẩn của r1.
  • Các video có nhãn r2 bên trái, r1 bên phải theo vị trí của lần ghi mẫu. Trong vận hành, dùng namespace/graph/Pose để định danh, không dùng vị trí cửa sổ.
  • verification.json: 17 phép kiểm đã qua trong môi trường mô phỏng Ubuntu 24.04 arm64, ROS 2 Jazzy. Không phải kiểm chứng phòng máy hoặc phần cứng của trường.
  • pose.csv: thời gian tương đối của trình đo, giai đoạn, robot, x, y, vận tốc. Đây là timestamp thu mẫu của trình đo, không tự đồng nhất với timestamp cảm biến.
  • Các tệp logging_*.txt là bản thu console thật của từng ngưỡng.

Bài tập

  1. Với namespace /lab/r1, node driver: tính scan, /scan, ~/status, turtle1/pose, /shared/map, ~/debug/state.
  2. Đổi tên node thành inspector; nêu hàng nào thay đổi. Đổi namespace; nêu tên nào giữ nguyên.
  3. Chọn một trong ba lỗi: DEBUG mất, tên gốc, gửi nhầm r2. Nộp triệu chứng, giả thuyết, lệnh kiểm tra, một thay đổi và kết quả trước/sau.
  4. Nộp README có lệnh đầy đủ và cấu hình môi trường, không chỉ ảnh rùa.

Tài liệu chính thức

Mã nguồn ví dụ: Apache-2.0. Hình minh họa trong bài giảng tạo bằng ManimGX; ảnh/video mô phỏng được phân biệt với sơ đồ khái niệm.

Video minh họa

Các đoạn ghi hình dùng để đối chiếu khi thực hành. Sinh viên vẫn cần tự chạy và lưu kết quả của mình.

Tên relative trong namespace r1
Tên gốc và remap sang r2

Trở lại học phần Hệ điều hành robot