ROS環境を使わないrosbagの読み取り

やりたいこと

ROS2で記録されたrosbagファイルを読んで中身のデータをCSV等に変換したい．
いちいちplayしてechoするのは色々な意味でめんどくさいので避けたい．
できればROS2の環境に依存するのも避けたい．

手法

rosbagsというpythonライブラリがあるのでこれを利用する．
https://gitlab.com/ternaris/rosbags

導入は普通にpipでOK

pip install rosbags

基本的な使い方は
https://ternaris.gitlab.io/rosbags/topics/rosbag2.html
を参照

このページのサンプルコードの場合，タイムスタンプがtimestamp，データがmsgに入っている．
msgはインスタンス的な構造になっていて，例えば画像（sensor_msgs/msg/Image）の場合こんな感じ

sensor_msgs__msg__Image(header=std_msgs__msg__Header(stamp=builtin_interfaces__msg__Time(sec=1505454387, nanosec=719656343, __msgtype__='builtin_interfaces/msg/Time'), frame_id='front', __msgtype__='std_msgs/msg/Header'), height=540, width=720, encoding='bayer_rggb8', is_bigendian=0, step=720, data=array([255, 255, 255, ...,  31,  26,  31], dtype=uint8), __msgtype__='sensor_msgs/msg/Image')

ここで例えばmsg.heightみたいに書けば720という値が取得できる．

vars(msg)とすることで辞書型に変換できて，

{'header': std_msgs__msg__Header(stamp=builtin_interfaces__msg__Time(sec=1505454387, nanosec=719656343, __msgtype__='builtin_interfaces/msg/Time'), frame_id='front', __msgtype__='std_msgs/msg/Header'),
 'height': 540,
 'width': 720,
 'encoding': 'bayer_rggb8',
 'is_bigendian': 0,
 'step': 720,
 'data': array([255, 255, 255, ...,  31,  26,  31], dtype=uint8),
 '__msgtype__': 'sensor_msgs/msg/Image'}

list(vars(msg))とすれば変数名一覧が取得できる．

['header',
 'height',
 'width',
 'encoding',
 'is_bigendian',
 'step',
 'data',
 '__msgtype__']

なので（たぶんもっときれいな書き方があるんだろうが）とりあえずこんな感じで書くとデータの中身をざっくり取り出せる．

for i in range(len(vars(msg))):
    print(vars(msg)[list(vars(msg))[i]])

構造がネストしている場合はもう少し頑張る必要がある．

独自定義のトピックを読む場合

メッセージ定義ファイル（.msg）を用意する
/hoge/msg以下にまとめて配置してあるとすると，

from rosbags.rosbag2 import Reader
from rosbags.typesys import get_types_from_msg, register_types
from pathlib import Path
from glob import glob

msgl=glob("/hoge/msg/**/*.msg",recursive=True)
add_types = {}
for i in range(len(msgl)):
    add_types.update(get_types_from_msg(Path(msgl[i]).read_text(),メッセージタイプ名 ))
register_types(add_types)

メッセージタイプ名はわかっているならべた書き（文字列）でいい
大量に処理したいなら本来ROSがmsgファイルのコンパイルに使うCmakefileの中のproject()部分を読むなどすれば自動化可能．

Limitation

metadata.yamlが存在しない場合には読めないらしい．
もしかしたら回避策があるのかもしれないが，とりあえずここだけ別途ROS2環境を用意してreindexして対処．

ros2 bag reindex -s sqlite3 hoge/bag/

ここで-sオプションがなくてもreindex自体はできるが，後々rosbagsが読むときにエラーを吐くので-sオプションは必須．

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rosbagsにはROS1のbagをROS2のbagに変換する機能とかもあるらしい…