ROS开发工具——rosbag功能介绍及应用

引言

rosbag是ROS系统的核心组件之一，其主要作用是记录数据包，重新发布来自一个或多个数据包的消息，汇总数据包的内容，检查数据包的消息定义，根据Python表达式过滤数据包的消息，对数据包进行压缩和解压缩，以及重建数据包的索引。在机器人开发过程中，当程序运行出现奇怪的bug后想要重现或者想要测试新算法时，可以调用rosbag，将程序运行时的实时数据保存并离线使用，就像是给你的机器人系统装上了"黑匣子"，能够记录、重现、分析任何时刻的系统状态，对调试、测试、优化都极其有用。
官方文档指路：

http://wiki.ros.org/rosbag/Commandline
安装及基本用法

（1）安装

1. sudo apt update
2. sudo apt install ros-noetic-rosbag python3-rosbag

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（2）基本用法
我们在命令行这样输入：

1. rosbag -h

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就可以查看哪些子命令可用于该 rosbag 命令，如下图所示：

介绍几种比较常用的子命令
（1）record-----记录包含指定话题内容的数据包文件

• 记录所有话题数据
  

1. rosbag record -a -O xxx.bag    # 记录所有活跃的话题
3. rosbag record -a --duration=10 -O xxx.bag    # 记录指定时长（10秒）

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• 选择性记录
  

1. rosbag record /joint_states /cmd_vel /imu/data -O xxx.bag    # 只记录关心的话题
3. rosbag record -a -x "/camera/.*" -O xxx.bag    # 排除不需要的话题

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（2）play-----回放一个或多个数据包文件的内容

1. rosbag play xxx.bag    # 正常速度回放
3. rosbag play xxx.bag --rate=0.1    # 慢动作回放（便于调试观察）
5. rosbag play xxx.bag --rate=2.0    # 快进回放（加速测试）

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（3）info-----汇总一个数据包文件的内容

1. rosbag info robot_data.bag

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举个例子，输出大概类似下面这种形式

1. path:        2025-07-28-20-37-30.bag
2. version:     2.0
3. duration:    27.2s
4. start:       Jul 28 2025 20:37:30.93 (1753706250.93)
5. end:         Jul 28 2025 20:37:58.10 (1753706278.10)
6. size:        265.8 KB
7. messages:    3627
8. compression: none [1/1 chunks]
9. types:       geometry_msgs/Twist [9f195f881246fdfa2798d1d3eebca84a]
10.              rosgraph_msgs/Log   [acffd30cd6b6de30f120938c17c593fb]
11.              turtlesim/Color     [353891e354491c51aabe32df673fb446]
12.              turtlesim/Pose      [863b248d5016ca62ea2e895ae5265cf9]
13. topics:      /rosout                    3 msgs    : rosgraph_msgs/Log  
14.              /turtle1/cmd_vel         263 msgs    : geometry_msgs/Twist
15.              /turtle1/color_sensor   1680 msgs    : turtlesim/Color   
16.              /turtle1/pose           1681 msgs    : turtlesim/Pose

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使用示例

这里我们用ROS自带的乌龟节点（turtlesim）进行实验。
（1）首先启动roscore

1. roscore    # 终端1：启动roscore

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（2）接着启动turtlesim和键盘控制

1. rosrun turtlesim turtlesim_node    # 终端2：启动turtlesim
3. rosrun turtlesim turtle_teleop_key    # 终端3：启动键盘控制

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（3）在新终端启动rosbag的record命令

1. rosbag record -a    #终端4：记录数据

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这样rosbag就可以开始记录turtlesim的各种实时信息并写入.bag文件中。在运行之前，可以先创建一个专门用于保存.bag信息的文件夹，便于管理。
（4）控制小乌龟运动 在键盘控制终端中，用方向键让小乌龟画出一个三角形或其他轨迹，然后按Ctrl+C停止记录，如下图所示

（5）回放验证

1. rosbag play xxx.bag    # 回放记录的运动

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可以看到小乌龟又重复之前的轨迹完成运动

可以用-info子命令看下rosbag记录的数据的情况

1. rosbag info 2025-07-29-15-38-02.bag

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打印信息如下所示

1. path:        2025-07-29-15-38-02.bag
2. version:     2.0
3. duration:    12.9s
4. start:       Jul 29 2025 15:38:02.91 (1753774682.91)
5. end:         Jul 29 2025 15:38:15.81 (1753774695.81)
6. size:        127.3 KB
7. messages:    1675
8. compression: none [1/1 chunks]
9. types:       geometry_msgs/Twist [9f195f881246fdfa2798d1d3eebca84a]
10.              rosgraph_msgs/Log   [acffd30cd6b6de30f120938c17c593fb]
11.              turtlesim/Color     [353891e354491c51aabe32df673fb446]
12.              turtlesim/Pose      [863b248d5016ca62ea2e895ae5265cf9]
13. topics:      /rosout                   3 msgs    : rosgraph_msgs/Log  
14.              /turtle1/cmd_vel         94 msgs    : geometry_msgs/Twist
15.              /turtle1/color_sensor   789 msgs    : turtlesim/Color   
16.              /turtle1/pose           789 msgs    : turtlesim/Pose

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可以看到，rosbag一共记录12.9秒大小为127.3KB的1675条数据，其中包括控制命令话题/turtle1/cmd_vel，位置反馈话题/turtle1/pose，颜色传感器话题/turtle1/color_sensor以及系统日志/rosout
注意事项

在运行上述小乌龟例程使用rosbag记录时，可能会出现[WARN] [1753685084.171731454]: /use_sim_time set to true and no clock published. Still waiting for valid time...
的警告，这是因为ROS系统被配置为使用仿真时间，但没有时钟发布者，系统在等待有效时间信号。将/use_sim_time 参数设置为 false即可。

1. rosparam set /use_sim_time false    # 设置为使用系统实际时间

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