ROS中如何使用ros::Time::now()获取当前时间戳却返回0值？

Question

在ROS开发中，使用`ros::Time::now()`获取当前时间戳时，有时会遇到返回0值的问题。这种情况通常发生在节点尚未初始化完成或仿真时间未启用时。如果ROS_MASTER_URI未正确设置、主节点不可用或仿真环境（如Gazebo）未启动仿真时间，`ros::Time::now()`可能无法正常工作。此外，在使用仿真时间时，若`/use_sim_time`参数未被正确设置为`true`，也会导致时间戳为0。 解决方法包括：确保节点已正确初始化，检查`ros::init()`是否调用；确认`/use_sim_time`参数设置，并等待仿真时间同步；避免在回调函数之前过早调用`ros::Time::now()`。通过这些步骤，可以有效避免时间戳返回0值的问题。

Answer 1

1. 问题概述

在ROS开发中，`ros::Time::now()`用于获取当前时间戳。然而，在某些情况下，它可能会返回0值。这通常发生在节点尚未初始化完成或仿真时间未启用时。例如，如果`ROS_MASTER_URI`未正确设置、主节点不可用或仿真环境（如Gazebo）未启动仿真时间，`ros::Time::now()`可能无法正常工作。此外，若使用仿真时间但`/use_sim_time`参数未被正确设置为`true`，也会导致时间戳为0。

• 场景1：节点初始化不完整。
• 场景2：仿真时间未启用。
• 场景3：`/use_sim_time`参数未正确设置。

这些问题虽然常见，但对于开发者来说，理解其背后的原因和解决方法至关重要。

2. 原因分析

以下是可能导致`ros::Time::now()`返回0值的具体原因：

1. 节点未完全初始化： 如果`ros::init()`未被调用或节点尚未进入主循环，系统可能无法提供准确的时间信息。
2. 仿真时间未启用： 在仿真环境中（如Gazebo），如果未启用仿真时间，系统将默认使用实际时间，而实际时间在某些情况下可能未同步。
3. `/use_sim_time`参数未设置： 即使启用了仿真环境，若`/use_sim_time`参数未设置为`true`，系统仍会尝试使用实际时间。

以下表格总结了这些原因及其影响：

原因	影响
节点未完全初始化	`ros::Time::now()`返回0值
仿真时间未启用	时间同步失败
`/use_sim_time`参数未设置	系统默认使用实际时间

3. 解决方案

针对上述问题，可以采取以下解决方案：

• 确保节点已正确初始化： 调用`ros::init()`并确认节点已进入主循环。
• 确认仿真时间设置： 在仿真环境中，确保`/use_sim_time`参数被正确设置为`true`。
• 避免过早调用： 不要在回调函数之前调用`ros::Time::now()`，以确保时间同步完成。

以下是设置`/use_sim_time`参数的示例代码：

#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char **argv) {
    ros::init(argc, argv, "time_example_node");
    ros::NodeHandle nh;

    // 设置 /use_sim_time 参数
    ros::param::set("/use_sim_time", true);

    ros::Rate loop_rate(1);
    while (ros::ok()) {
        if (ros::Time::now().toSec() == 0.0) {
            ROS_WARN("Waiting for simulation time...");
        } else {
            ROS_INFO("Current time: %f", ros::Time::now().toSec());
        }
        ros::spinOnce();
        loop_rate.sleep();
    }

    return 0;
}
    

4. 流程图

以下流程图展示了如何逐步排查和解决`ros::Time::now()`返回0值的问题：

graph TD;
    A[开始] --> B{节点是否初始化？};
    B -- 是 --> C{仿真时间是否启用？};
    B -- 否 --> D[检查ros::init()];
    C -- 是 --> E{`/use_sim_time`是否为true？};
    C -- 否 --> F[启用仿真时间];
    E -- 是 --> G[等待时间同步];
    E -- 否 --> H[设置`/use_sim_time`为true];