ROS2 调试 & 性能分析

📘 30 章 · 工具箱

01 ROS2调试概述

调试的重要性常见调试场景调试工具链概览

02 日志系统入门

rclcpp日志宏日志级别设置日志输出格式定制

03 高级日志技巧

条件日志一次性日志节流日志日志文件持久化

04 命令行调试工具

ros2 topic echo/bw/hz ros2 service call ros2 param get/set

05 rqt_graph可视化

节点与话题关系图调试通信拓扑隐藏/过滤节点

06 rqt_console日志监控

实时日志过滤日志严重级别高亮日志导出与分析

07 rqt_plot数据绘图

实时曲线绘制多话题叠加数据导出为CSV

08 rqt_bag数据录制与回放

ros2 bag record/play bag信息查看 bag文件压缩与分割

09 rqt_reconfigure动态参数调试

动态参数配置实时调参参数保存与加载

10 rqt_tf_tree坐标变换调试

TF树可视化坐标变换查看 TF广播频率检测

11 GDB调试ROS2节点

编译调试模式 GDB附加到运行节点断点设置与堆栈查看

12 Valgrind内存检测

内存泄漏检测内存越界检查性能分析工具Callgrind

13 AddressSanitizer地址消毒

编译时启用ASan 运行时错误定位与GDB结合使用

14 性能分析基础

CPU Profiling概念性能瓶颈识别 Profiling工具选择

15 perf工具使用

perf stat/record/report 热点函数定位调用图生成

16 gperftools CPU Profiler

集成到ROS2节点 Profiler启动与停止分析报告解读

17 gperftools Heap Profiler

堆内存分析内存增长追踪内存泄漏定位

18 Tracy Profiler

Tracy集成到ROS2 实时帧率监控多线程性能分析

19 系统级监控

htop/iotop/nmon使用 CPU/内存/IO瓶颈定位系统资源与ROS2关联分析

20 ROS2内置性能指标

rclcpp::Clock与时间测量回调函数执行时间统计发布/订阅延迟测量

21 自定义性能测量点

在代码中插入测量点使用std::chrono高精度计时测量数据发布为话题

22 延迟与吞吐量测试

端到端延迟测量吞吐量基准测试使用ros2 topic delay工具

23 实时性调试

实时内核配置线程优先级设置锁竞争分析与优化

24 死锁与竞态条件调试

死锁检测工具 ThreadSanitizer使用常见并发问题模式

25 网络调试

DDS发现协议调试网络流量分析多机通信延迟优化

26 QoS配置调试

QoS不匹配检测 Reliability/History/Durability调试 QoS兼容性测试

27 生命周期节点调试

生命周期状态转换状态机调试生命周期与调试工具结合

28 组件(Component)调试

组件加载与卸载组件间通信调试组件容器性能分析

29 Launch文件调试

Launch参数调试事件处理调试 Launch文件性能分析

30 综合案例

机器人导航系统调试多传感器融合性能分析完整调试工作流总结