Asynchronous Action 即一个需要很长时间才能完成的动作，在完成标准未满足时会返回 RUNNING。

异步动作有以下要求：

• 该方法 tick() 不应阻塞太久，执行流程应尽快返回。
• 如果调用 halt() 方法，应尽快中止。

StatefulActionNode 是实现异步动作的首选方式。当你的代码包含请求-回复模式时，它特别有用，即动作向另一个进程发送异步请求，并定期检查回复是否已收到。根据那则回复，它可能会返回 SUCCESS 或 FAILURE。

StatefulActionNode 的派生类必须重写以下虚拟方法，而不是 tick() ：

• NodeStatus onStart() ：当节点处于 IDLE 状态时被调用。它可能会立即成功或失败，或者返回 RUNNING。在后一种情况下，下次收到 tick 时，方法 onRunning 将被执行。

• NodeStatus onRunning() : 当节点处于 RUNNING 状态时调用。返回新状态。

• void onHalted() : 当此节点被树中的另一个节点中止时调用。

行为树中的共有数据是存放在Blackboard中的。Blackboard是以键值对的形式存储数据的。各个行为树的叶子节点均可以通过key访问到需要的数据。节点的输入端口可以从黑板读取数据，节点的输出端口可以写入黑板。

Ports是用于在节点间交换数据而存在的。一个行为树叶子节点可以定义输入的Ports和输出的Ports。当不同叶子节点的Port有相同的key名称时，可以认为它们是相通的。当在行为树叶子节点中声明了这些Ports时，也需要同时在xml文件中描述这些Ports。

注意设置子树的__shared_blackboard属性为true，否则C++程序可能报错

程序中如果加载了多个行为树，黑板变量可以共享。

类 Subtree

BT::Tree有一个成员是 std::vector< Subtree::Ptr > subtrees。类BT::Tree::Subtree的成员函数如下：

1
2
3
4
5
6
7

Blackboard::Ptr   blackboard
 
std::string   instance_name
 
std::vector< TreeNode::Ptr >  nodes
 
std::string   tree_ID

instance_name的结果:

1
2
3

subA::5
subB::16
subB::16/SubC::20

tree_ID是把instance_name的数字去掉了。

emitStateChanged

TreeNode::emitStateChanged() 是 TreeNode 类中的一个方法。它用于发出信号，告知树节点的状态已发生变化。此方法对于在行为树中启用响应式和异步行为至关重要。当节点状态发生变化（例如，从running变为成功或失败）时，系统会调用 emitStateChanged() 来通知树，并可能触发进一步的操作或更新。 类似Qt中的信号和槽的机制。

registerSimpleAction

1
2
3
4
5
6

void BT::BehaviorTreeFactory::registerSimpleAction (const std::string&  ID,
            const SimpleActionNode::TickFunctor &   tick_functor,
            PortsList   ports = {} 
)

typedef std::function<NodeStatus(TreeNode&)> BT::SimpleActionNode::TickFunctor

registerSimpleAction help you register nodes of type SimpleActionNode.

其实就是std::bind的用法，如果在类内的成员函数里注册，应该如下使用

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

BT::NodeStatus TestBT()
{
	printf("TestBT\n");
	return BT::NodeStatus::SUCCESS;
}

void memberFunc()
{
	this->registerSimpleAction("TestBT", std::bind(&BtFactory::TestBT, this) );
}

外部调用时，将类对象本身的地址作为this指针传入

1
2

Class a;
obj.registerSimpleAction(std::bind(&Class::TestBT, &a, placeholders::_1, placeholders::_2));

registerNodeType

行为树注册时，是注册节点的ModelName，而不是InstanceName

报错

1. 不识别新添加的Action类

factory.registerNodeType<ActionReportError>("ReportError");报了很多错，都是undefine error。解决方法：到CMake里先把对应的cpp文件去掉，编译后报错，再添加回来，成功

这个警告是因为我们以值捕获的方式(byvalue)捕获了一个多态类型(polymorphic type)的异常（例如std:exception)。在 C++中，多态类型（即具有虚函数的类）通常应该通过引用（最好是const引用）来捕获，以避免对象切片（slicing）问题，并确保正确的多态行为。

代码中写了类似：catch(std:exception e) 按值捕获而正确的做法应该是：catch(const std:exception&e) ，按 const引用捕获

编译器选项—Wcatch—value（被—Wall启用）会对此发出警告，并且有三个级别：—Wcatch—value=1：警告按值捕获多态类型（默认，相当于—Wcatch—value）—Wcatch—value=2：警告按值捕获所有类类型—Wcatch—value=3：警告所有没有通过引用捕获的类型因此，解决这个警告的方法就是将按值捕获改为按引用捕获。

• LogicError is related to problems which require code refactoring to be fixed.

• RuntimeError is related to problems that are relted to data or conditions that happen only at run-time

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

BT::Tree  tree;
try{
	factory.registerBehaviorTreeFromFile("/home/user/test.xml");
	tree = factory.createTree("maintree", maintree_bb);
} catch (BT::RuntimeError &error) {
	printf("behavior tree RuntimeError: %s", error.what() );
	return false;
} catch (BT::LogicError &error) {
	printf("behavior tree LogicError: %s", error.what() );
	return false;
}
catch (...) {
	printf("create behavior tree failed, check it out");
	return false;
}

参考 官方教程，注意对package.xml做下面修改

1
2
3

<build_depend>rosidl_default_generators</build_depend>
<exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend>
<member_of_group>rosidl_interface_packages</member_of_group>

在其他包使用自定义的msg/Action包的时候，编译完成后，去build文件夹里找到可执行文件，结果发现有一个.so没有链接成功

1
2
3

ldd libmy_node.so  | grep my_defined
    libmy_defined_msgs__rosidl_typesupport_cpp.so => /home/user/j36_project/install/my_defined_msgs/lib/libmy_defined_msgs__rosidl_typesupport_cpp.so (0x00007a9426d69000)
    libmy_defined_msgs__rosidl_generator_c.so => not found

• 使用xml

1
2
3
4
5
6
7
8

<launch>
    <node pkg="nav2_map_server" exec="map_server" name="map_server">
        <param name="yaml_filename" value="/home/zzp/catkin_ws/maps/test.yaml"/>
    </node>

    <node pkg="nav2_planner" exec="planner_server" name="planner_server" >
    </node>
</launch>

args的写法一直查不到，按ROS1的写法是错的，节点会退出: <node pkg ="tf2_ros" exec="static_transform_publisher" name="map_odom_tf" args="1 0 0 0 0 0 map odom 100" />

• 使用python

1
2
3

cd ~/ros2_ws
mkdir launch
vim launch/both_launch.py

加入下面内容:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
 
def generate_launch_description():
    return LaunchDescription([
        Node(
            package='duckiebot',
            namespace='duckietown',
            executable='duckiebot_node',
            name='duckiebot_node1'
        ),
        Node(
            package='control',
            namespace='duckietown',
            executable='control_node',
            name='control_node1'
        )
    ])

两个类互相引用的问题，一般用前置声明解决，但是两个不同命名空间的类就有些复杂了，两个类的头文件和源文件这样写:

类A的头文件:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

namespace bbb
{
    class B;
}

namespace aaa {

class A
{
public:
    A();
private:
    bbb::B* b;
};
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9

#include "a.h"
#include "b.h"

namespace aaa {
	A::A()
	{
	    cout << "A" << endl;
	}
}

类B的头文件:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

#include "a.h"

namespace bbb {
	class B
	{
	public:
	    B();
	private:
	    aaa::A* a;
	};
}

类B的源文件

1
2
3
4
5
6
7
8

#include "b.h"

namespace bbb {
	B::B()
	{
	    cout << "B" << endl;
	}
}

1
2
3
4
5

file.cc:19:69:   required from here
/usr/include/c++/13/ext/aligned_buffer.h:93:28: error: invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type ‘aaa::A’
   93 |     : std::aligned_storage<sizeof(_Tp), __alignof__(_Tp)>
      |                            ^~~~~~~~~~~
/usr/include/c++/13/ext/aligned_buffer.h:93:28: error: invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type ‘aaa::A’ 

解决了带命名空间的两个类互相调用的问题后，编译又出错误。看来是初始化aaa::A时，sizeof计算出错

前置声明告知编译器某个类或者模板的存在，但不提供其完整定义的方式。在初始化前置声明类时，需要分配内存，也就需要使用sizeof，它的计算发生在代码编译时期，此时无法计算，就会报错。解决方法就是在源文件里include前置声明类的头文件，比如这里我们在b.cpp里include "a.h"

可以使用convert_v3_to_v4.py将版本3的xml文件转为版本4，没发现反过来转换的。

• classes / XML tags 发生的变化

• <root> 变成了 <root BTCPP_format="4">

• ControlNodes and Decorators 必须支持新的节点状态 NodeStatus:SKIPPED

The purpose of this new status is to be returned when a PreCondition is not met. When a Node returns SKIPPED, it is notifying to its parent (ControlNode or Decorator) that it hasn’t been executed.

• Ticking in a While Loop

版本3常常是这样进行tick的

1
2
3
4
5

while(status != NodeStatus::SUCCESS || status == NodeStatus::FAILURE)
{ 
	tree.tickRoot();
	std::this_thread::sleep_for(sleep_ms);
}

版本4引入新的sleep函数

1

Tree::sleep(std::chrono::milliseconds timeout)

This particular implementation of sleepcan be interrupted if any node in the tree invokes the method TreeNode::emitWakeUpSignal. This allows the loop to re-tick the tree immediately.

Tree::tickRoot() 已经消失了

1
2
3
4
5
6
7
8

//  status = tree.tickOnce();
while(!BT::isStatusCompleted(status) ) 
{
  //---- or, even better ------
  // tree.tickWhileRunning(sleep_ms); 
  tree.tickOnce();
  tree.sleep(sleep_ms);
}

Tree::tickWhileRunning is the new default and it has its own internal loop; the first argument is a timeout of the sleep inside the loop.

或者这两个:

• Tree::tickExactlyOnce(): equivalent to the old behavior in 3.8+
• Tree::tickOnce() is roughly equivalent to tickWhileRunning(0ms). It may potentially tick more than once.

• getInput的变化

1

BT::Optional<std::string> port_plugin_name = getInput<std::string>("plugin_name");

原型: Result BT::TreeNode::getInput(const std::string& key, T& destination ) const [inline]

Read an input port, which, in practice, is an entry in the blackboard. If the blackboard contains a std::string and T is not a string, convertFromString<T>() is used automatically to parse the text.

如果没有默认值的InputPort,不能获取值，运行会报错

1
2
3

BT::Expected<int> t = getInput<int>("ttt");
if(t)
  cout << "Expected ttt: " << t.value() << endl;

• SequenceWithMemory 取代 SequenceStar

Use this ControlNode when you don’t want to tick children again that already returned SUCCESS.

加载行为树的方式变化

1
2
3
4
5
6
7

Tree BT::BehaviorTreeFactory::createTree(const std::string& tree_name,
        Blackboard::Ptr  blackboard = Blackboard::create()  )

Tree BT::BehaviorTreeFactory::createTreeFromFile(const std::string&  file_path, Blackboard::Ptr  blackboard = Blackboard::create() )

Tree BT::BehaviorTreeFactory::createTreeFromText(const std::string& text,
           Blackboard::Ptr  blackboard = Blackboard::create() )   

1

- void BT::BehaviorTreeFactory::registerBehaviorTreeFromFile(const std::string&  filename)

Load the definition of an entire behavior tree, but don’t instantiate it. You can instantiate it later with BehaviorTreeFactory::createTree(tree_id), where “tree_id” come from the XML attribute <BehaviorTree id="tree_id">

1

void BT::BehaviorTreeFactory::registerBehaviorTreeFromText(const std::string &_xml_text_)

Same of registerBehaviorTreeFromFile, but passing the XML text, instead of the filename

• 版本3的用法

auto tree = factory.createTreeFromFile("test.xml", maintree_bb);

版本4的用法如下:

1
2
3
4

factory.registerBehaviorTreeFromFile("test.xml");

// xml文件的开头是 <root BTCPP_format="4"  main_tree_to_execute = "test" >
auto tree = factory.createTree("test", maintree_bb);

main_tree_to_execute的值一定要和createTree的第一个参数一致，否则会出错，出错的根源在 Tree XMLParser::instantiateTree(const Blackboard::Ptr& root_blackboard, std::string main_tree_ID)

每次在Groot2里修改行为树后，保存会让main_tree_to_execute部分消失，我认为这是个设计上的bug

tick系列函数

• 版本4不再有函数 BT::Tree::tickRoot(TickOption opt, std::chrono::milliseconds sleep_time)

1
2
3
4
5
6
7

enum BT::Tree::TickOption
{
    Enumerator
    EXACTLY_ONCE    
    ONCE_UNLESS_WOKEN_UP    
    WHILE_RUNNING 
}

版本4使用下面3个函数

• BT::NodeStatus BT::Tree::tickWhileRunning(std::chrono::milliseconds sleep_time = std::chrono::milliseconds(10) )

Call tickOnce until the status is different from RUNNING. Note that between one tick and the following one, a Tree::sleep() is used

• BT::NodeStatus BT::Tree::tickExactlyOnce()

Tick the root of the tree once, even if a node invoked emitWakeUpSignal()

• BT::NodeStatus BT::Tree::tickOnce()

by default, tickOnce() sends a single tick, But as long as there is at least one node of the tree invoking TreeNode::emitWakeUpSignal(), it will be ticked again.

类BT::Tree在版本3里有两个成员变量

1
2
3

std::vector<Blackboard::Ptr>  blackboard_stack

std::vector<TreeNode::Ptr>    nodes