主题统计

概述 

ROS 2 提供了对任何订阅接收的消息进行统计的集成测量。允许用户收集订阅统计数据，以便他们能够评估系统的性能或帮助诊断任何现有问题。

提供的测量数据是接收到的消息的年龄和周期。对于每个测量值，提供的统计数据包括平均值、最大值、最小值、标准差和样本数量。这些统计数据是在一个滑动窗口中计算的。

每个统计数据集都是通过使用`libstatistics_collector <https://github.com/ros-tooling/libstatistics_collector>`__包中实现的工具在固定的时间和固定的内存中计算得出的。当订阅接收到新消息时，这是当前测量窗口中的一个新样本，所以所得到的平均值只是一个`移动平均值 <https://en.wikipedia.org/wiki/Moving_average>`__。最大值、最小值和样本数量会在接收到每个新样本时进行更新，而标准差则是使用`Welford的在线算法 <https://en.wikipedia.org/wiki/Algorithms_for_calculating_variance#Welford's_online_algorithm>`__计算得出的。

默认情况下，主题统计测量是未启用的。通过订阅配置选项为特定节点启用此功能后，对于该特定订阅，将同时启用接收消息的年龄和时间间隔测量。

数据以可配置周期（默认为1秒）发布为`statistics_msg/msg/MetricsMessage <https://github.com/ros2/rcl_interfaces/blob/humble/statistics_msgs/msg/MetricsMessage.msg>`__到可配置主题（默认为``/statistics``）。请注意，发布周期也作为样本收集窗口期。

由于接收到的消息周期需要在头部字段中包含消息时间戳，因此会发布空数据。也就是说，如果没有找到时间戳，所有统计值都为NaN。不发布任何值而是发布NaN值，避免了信号缺失的问题，并明确表示无法进行测量。

接收消息周期统计的每个窗口的第一个样本不会产生测量。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产生测量结果。

与ROS 1的`Topic Statistics <https://wiki.ros.org/Topics#Topic_statistics>`__类似，消息的年龄和周期也会被计算，尽管是从订阅端计算的。其他ROS 1的指标，如丢失的消息数量或流量大小，目前尚未提供。

当前仅支持ROS 2 Foxy的C++（rclcpp）。未来的工作和改进，例如Python支持，可以在`这里 <https://github.com/ros2/ros2/issues/917>`__找到。