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ROS2 调试方法

在开发程序时，如果没有调试手段，就好像驾驶一辆没有仪表盘的汽车一样难受，尤其是当遇上了 Bug 的时候。对于 ROS 程序开发来说，Debug 手段也是相当重要，本节就来给大家在 ROS2 中如何调试节点程序。

使用 ros2 命令行工具​

ROS 本身提供了非常多的命令行工具，可用于查看 ROS 节点信息、运行状态，查看话题数据等等。你可以通过这些命令对你的设备上正在运行的 ROS 系统进行分析，检查它们是否工作正常。

例如：查看激光雷达点云 Topic 话题数据

ros2 topic echo /lidar_points

使用 VS Code 调试​

VS Code 是一个强大的工具，通过简单的配置，即可使用它来调试你的 ROS 节点程序。配置方法很简单，主要涉及 tasks.json、launch.json 和 c_cpp_properties.json 三个文件，具体可参考《VS Code 编译和调试 ROS 2 工程》。

直接使用 GDB 调试​

有些环境可能无法使用 VS Code，那么可以尝试直接使用 GDB 调试。

首先需要安装依赖，这里使用 backward_ros 软件包，它是对 backward-cpp 包的 ROS2 封装，可以简单快速地使用 GDB 工具调试 ROS2 程序。

根据你的 ROS 版本进行选择，例如 Ubuntu 20.04 对应的 foxy 版本，对应的包是 ros-foxy-backward-ros。因此，安装命令如下：

sudo apt install ros-foxy-backward-ros

然后在编译 ROS2 程序时，添加 CMAKE_BUILD_TYPE 编译类型选项参数，可以选择 RelWithDebInfo、Debug 或 Release。对应 CMake 的三种编译选项，其中 Release 模式主要用于发布代码，会忽略调试信息；Debug 模式主要用于调试代码，因为需要生成调试信息，所以时间较长；RelWithDebInfo 则在 Release 模式下生成调试信息，也可以用于调试代码。通常建议使用 RelWithDebInfo 即可。

colcon 编译命令如下：

colcon build --cmake-args '-DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo'

这里的引号不是必须的，因此也可以写成这样：

colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo

colcon 支持 --symlink-install 选项，作用是工作空间（source）中的文件发生变化时，安装目录（build）的文件也会随着改变。这样在调试的时候会高效一些，命令如下：

colcon build --symlink-install --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo

如果你想要加快编译速度，可以使用 --parallel-workers 选项开启多个线程并行编译，例如同时启动 5 个线程：

colcon build --symlink-install --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo --parallel-workers 5

编译完成后，就可以通过 ros2 run 命令带上 --prefix 参数传入 gdb 指令，在 GDB 调试环境中启动 ROS 节点程序。命令语法如下：

ros2 run --prefix 'gdb -ex run --args' package_name executable_name

这里的 package_name 是 ROS 包名，executable_name 是节点程序名。

配置 GDB Server​

ROS 中的 GDB 调试方法同样支持 GDB Server 远程调试，只需要修改 --prefix 参数即可，例如：

ros2 run --prefix 'gdbserver localhost:3000' package_name executable_name