ROS入门教程：ROS文件系统和基础架构详解

ROS入门教程：ROS文件系统和基础架构详解

1. 工作空间目录

WorkSpace --- 自定义的工作空间
    |--- build：编译空间，用于存放CMake和catkin的缓存信息、配置信息和其他中间文件。
    |--- devel：开发空间，用于存放编译后生成的目标文件，包括头文件、动态&静态链接库、可执行文件等。
    |--- src：源码
        |-- package：功能包(ROS基本单元)包含多个节点、库与配置文件，包名所有字母小写，只能由字母、数字与下划线组成
            |-- CMakeLists.txt：配置编译规则，比如源文件、依赖项、目标文件
            |-- package.xml：包信息，比如:包名、版本、作者、依赖项...(以前版本是 manifest.xml)
            |-- scripts：存储python文件
            |-- src：存储C++源文件
            |-- include：头文件
            |-- msg：消息通信格式文件
            |-- srv：服务通信格式文件
            |-- action：动作格式文件
            |-- launch：可一次性运行多个节点 
            |-- config：配置信息
            |-- CMakeLists.txt：编译的基本配置

1.1 package.xml

• 固定格式

<?xml version="1.0"?>
<!-- 格式: 以前是 1，推荐使用格式 2 -->
<package format="2">
  <!-- 包名 -->
  <name><the name of package></name>
  <!-- 版本 -->
  <version>0.0.0</version>
  <!-- 描述信息 -->
  <description>The <the name of package> package</description>
  <!-- One maintainer tag required, multiple allowed, one person per tag -->
  <!-- Example:  -->
  <!-- <maintainer email="jane.doe@example.com">Jane Doe</maintainer> -->
  <!-- 维护人员 -->
  <maintainer email="*">XXX</maintainer>
  <!-- One license tag required, multiple allowed, one license per tag -->
  <!-- Commonly used license strings: -->
  <!--   BSD, MIT, Boost Software License, GPLv2, GPLv3, LGPLv2.1, LGPLv3 -->
  <!-- 许可证信息，ROS核心组件默认 BSD -->
  <license>TODO</license>
  <!-- Url tags are optional, but multiple are allowed, one per tag -->
  <!-- Optional attribute type can be: website, bugtracker, or repository -->
  <!-- Example: -->
  <!-- <url type="website">http://wiki.ros.org/demo01_hello_vscode</url> -->
  <!-- Author tags are optional, multiple are allowed, one per tag -->
  <!-- Authors do not have to be maintainers, but could be -->
  <!-- Example: -->
  <!-- <author email="jane.doe@example.com">Jane Doe</author> -->
  <!-- The *depend tags are used to specify dependencies -->
  <!-- Dependencies can be catkin packages or system dependencies -->
  <!-- Examples: -->
  <!-- Use depend as a shortcut for packages that are both build and exec dependencies -->
  <!--   <depend>roscpp</depend> -->
  <!--   Note that this is equivalent to the following: -->
  <!--   <build_depend>roscpp</build_depend> -->
  <!--   <exec_depend>roscpp</exec_depend> -->
  <!-- Use build_depend for packages you need at compile time: -->
  <!--   <build_depend>message_generation</build_depend> -->
  <!-- Use build_export_depend for packages you need in order to build against this package: -->
  <!--   <build_export_depend>message_generation</build_export_depend> -->
  <!-- Use buildtool_depend for build tool packages: -->
  <!--   <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend> -->
  <!-- Use exec_depend for packages you need at runtime: -->
  <!--   <exec_depend>message_runtime</exec_depend> -->
  <!-- Use test_depend for packages you need only for testing: -->
  <!--   <test_depend>gtest</test_depend> -->
  <!-- Use doc_depend for packages you need only for building documentation: -->
  <!--   <doc_depend>doxygen</doc_depend> -->
  <!-- 依赖的构建工具，这是必须的 -->
  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <!-- 指定构建此软件包所需的软件包 -->
  <build_depend>roscpp</build_depend>
  <build_depend>rospy</build_depend>
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
  <!-- 指定根据这个包构建库所需要的包 -->
  <build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
  <build_export_depend>rospy</build_export_depend>
  <build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>
  <!-- 运行该程序包中的代码所需的程序包 -->  
  <exec_depend>roscpp</exec_depend>
  <exec_depend>rospy</exec_depend>
  <exec_depend>std_msgs</exec_depend>
  <!-- The export tag contains other, unspecified, tags -->
  <export>
    <!-- Other tools can request additional information be placed here -->
  </export>
</package>

2. 启动节点的方式

2.1 一次启动一个

rosrun <the name of package> <the name of executable file>

• executable file：对于C语言，这个文件就是CMakeLists.txt中用add_executable生成的可执行文件；对于python，这个文件就是CMakeLists.txt中用catkin_install_python指向的文件
  对应语法：

add_executable(<the name of executable file>
               src/<the name of the source>.cpp
              )
catkin_install_python(PROGRAMS scripts/<the name of the source>.py
                      DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
                     )

2.2 一次启动多个

如果想要一次性启动一个包里的多个节点，而不是一行行地输入rosrun指令...

• 我们需要一个launch文件，它的固定格式是这样的：

<launch>
    <node pkg="helloworld" type="demo_hello" name="hello" output="screen" />
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="t1"/>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key1" />
</launch>

• node：包含的某个节点
• pkg：功能包
• type：被运行的节点文件
• name：为节点命名
• output：设置日志的输出目标

然后，在终端输入：

roslaunch <the name of package> <the name of launch file>

3. ROS常用命令

3.1 增

创建新的ROS功能包：

catkin_create_pkg 自定义包名 依赖包

3.2 查

列出所有功能包：

rospack list

查找某个功能包是否存在，如果存在返回安装路径：

rospack find 包名

3.3 执行

3.3.1 加载环境变量

先进入工作目录，然后：

source ./devel/setup.bash

3.3.2 运行节点

roscore ：ROS的系统先决条件节点和程序的集合，必须运行 roscore 才能使 ROS 节点进行通信。新开一个终端并输入：

roscore #用法一
roscore -p xxxx #用法二，指定端口号

roscore 将启动:

• ros master
• ros 参数服务器
• rosout 日志节点

3.4 查看计算图

在节点正在运行的情况下，终端输入：

rosrun rqt_graph rqt_graph

4. 创建功能包

4.1 选择工作目录

首先，选择一个路径作为工作目录。这里我选择了如下路径作为工作目录

4.2 创建功能包目录

mkdir src

然后，在工作空间目录下：

catkin_make

src目录下会多出一个锁定的CMakeLists.txt文件，不用管它。

4.3 建立功能包

先进入src目录

cd src

然后使用ROS提供的指令直接创建功能包即可：

catkin_create_pkg <the name of your package> roscpp rospy std_msgs message_generatio

roscpp、rospy、std_msgs、message_generatio是你所需要的依赖，你可以自由决定想要哪些依赖