miuav ros2-qos-checker — QoS 兼容性检测
目的
ROS2 的 QoS (Quality of Service) 策略不匹配是静默故障：发布和订阅都成功，但数据永远不过去。本技能用于：
- 列出话题的 QoS 配置
- 检测发布/订阅两端的 QoS 兼容性
- 给出修复建议
强制规则
🔴 发布者与订阅者 QoS 必须兼容
ROS2 QoS 有 4 个关键维度：
| 维度 | 选项 | 影响 |
|---|---|---|
| Reliability | RELIABLE / BEST_EFFORT | BEST_EFFORT 可能丢包，RELIABLE 保证交付 |
| Durability | TRANSIENT_LOCAL / VOLATILE | TRANSIENT_LOCAL 保留旧数据给晚加入的订阅者 |
| Deadline | Duration (默认 infinite) | 超过则报错 |
| Lifespan | Duration (默认 infinite) | 超过则丢弃 |
兼容性矩阵
Publisher \ Subscriber | RELIABLE | BEST_EFFORT |
-----------------------|----------|-------------|
RELIABLE | ✅ 兼容 | ⚠️ 只发一次 |
BEST_EFFORT | ⚠️ 不推荐 | ✅ 兼容 |
Durability: TRANSIENT_LOCAL 订阅者 只能接收 TRANSIENT_LOCAL 发布者的数据
使用方法
1. 列出话题 QoS
ros2 topic info /scan --verbose
输出示例：
Type: sensor_msgs/msg/LaserScan
Publisher count: 1
Reliability: BEST_EFFORT
Durability: VOLATILE
Depth: 5
2. 运行时检测（rqt）
ros2 run rqt_qos_collector rqt_qos_collector
# 或
ros2 run rqt_publisher rqt_publisher
3. 编程检测
import rclpy
from rclpy.node import Node
from rclpy.qos import QoSProfile, ReliabilityPolicy, DurabilityPolicy
class QoSChecker(Node):
def __init__(self):
super().__init__('qos_checker')
# sensor 数据用 BEST_EFFORT
sensor_qos = QoSProfile(
reliability=ReliabilityPolicy.BEST_EFFORT,
durability=DurabilityPolicy.VOLATILE,
depth=10
)
self.create_subscription(
LaserScan, '/scan', self.cb, sensor_qos)
def cb(self, msg):
pass # 收到数据说明 QoS 兼容
QoS 选择指南
控制命令（position/velocity/torque）
QoS qos(10);
qos.reliability(RMW_QOS_POLICY_RELIABILITY_RELIABLE); // 必须可靠，不能丢命令
qos.durability(RMW_QOS_POLICY_DURABILITY_VOLATILE);
❌ 禁止用 BEST_EFFORT — 丢命令会导致机器人失控。
Sensor 数据（laser scan / camera / IMU）
QoS qos(10);
qos.reliability(RMW_QOS_POLICY_RELIABILITY_BEST_EFFORT); // 允许丢帧，保证实时性
qos.durability(RMW_QOS_POLICY_DURABILITY_VOLATILE);
✅ BEST_EFFORT 适合传感器 — 丢了下一帧就来了。
Lifecycle 节点状态
QoS qos(10);
qos.reliability(RMW_QOS_POLICY_RELIABILITY_RELIABLE);
qos.durability(RMW_QOS_POLICY_DURABILITY_TRANSIENT_LOCAL); // 新订阅者能收到最近状态
TRANSIENT_LOCAL 让晚加入的订阅者收到最近一次数据（如当前机器人位置）。
常见错误
❌ LaserScan 收不到数据
原因：sensor_msgs 默认用 RELIABLE，但 rplidar 驱动用 BEST_EFFORT 发布。
解决：订阅端强制改 QoS：
sub_qos = QoSProfile(reliability=ReliabilityPolicy.BEST_EFFORT, depth=10)
self.create_subscription(LaserScan, '/scan', self.cb, sub_qos)
❌ Lifecycle 节点状态不更新
原因：新订阅者用 VOLATILE，无法接收已发布的状态。
解决：订阅端用 TRANSIENT_LOCAL：
qos.durability(DurabilityPolicy.TRANSIENT_LOCAL)
AI 生成代码时的强制检查
生成 ROS2 发布/订阅代码时，必须在注释中写明 QoS 选择理由：
// QoS: RELIABLE + VOLATILE — 控制命令，不能丢包
auto pub = this->create_publisher<JointCommand>("/arm/command",
QoS(10).reliable());
没有 QoS 注释的代码，AI 必须默认用 RELIABLE（ROS2 默认值）。