主题统计¶

概述¶

ROS 2 提供了对任何订阅接收到的消息进行综合统计测量的功能。允许用户收集订阅统计信息，从而能够对其系统的性能进行表征或诊断当前存在的任何问题。

提供的测量方式包括接收消息的时间间隔和接收消息的周期。对于每个测量，提供的统计信息包括平均值、最大值、最小值、标准差和样本数量。这些统计信息是在一个移动窗口中计算的。

统计计算方式¶

每个统计集合通过使用 libstatistics_collector 包中实现的工具，在常数时间和常数内存下进行计算。当订阅接收到新消息时，这被视为当前测量窗口中的一个新的样本。计算的平均值是一个移动平均值。最大值、最小值和样本数量在每次收到新样本时更新，而标准差是使用 Welford 的在线算法计算的。

计算的统计类型¶

接收消息周期¶

单位：毫秒
使用系统时钟测量接收消息之间的周期

接收消息时间间隔¶

单位：毫秒
需要消息头字段中填充的时间戳，以便计算从发布者发送消息以来的时间间隔

行为¶

默认情况下，主题统计测量功能未启用。通过订阅配置选项为特定节点启用此功能后，接收消息时间间隔和接收消息周期的测量将针对该特定订阅启用。

数据将以 statistics_msg/msg/MetricsMessage 的形式以可配置的周期（默认为 1 秒）发布到可配置的主题（默认为 /statistics）。需要注意的是，发布周期也作为样本收集窗口的周期。

由于接收消息周期需要消息头字段中的时间戳，如果没有时间戳，则发布空数据。也就是说，如果找不到时间戳，则所有统计值均为 NaN。发布 NaN 值而不是不发布任何数据可以避免信号丢失的问题，并明确表示测量无法进行。

每个窗口的接收消息周期统计的第一个样本不会产生测量结果。这是因为计算此统计值需要知道前一条消息到达的时间，因此窗口中的后续样本会生成测量结果。

与 ROS 1 的对比¶

类似于 ROS 1 的主题统计，两者都计算消息年龄和消息周期，尽管是从订阅端计算的。其他 ROS 1 指标，例如丢弃的消息数量或流量体积，目前尚未提供。

支持情况¶

此功能目前仅在 ROS 2 Foxy 的 C++（rclcpp）中受支持。未来的改进和工作，例如 Python 支持，请参见此处。