ROS创建工作空间和功能包

青旅半醒 2022-06-15 04:58 320阅读 0赞

所有的ROS程序，包括我们自己开发的程序，都被组织成功能包，而ROS的功能包被存放在称之为工作空间的目录下。因此，在我们写程序之前，第一步是创建一个工作空间以容纳我们的功能包。

1.创建ROS工作空间

其实ROS工作空间就是linux下的一个目录，创建ROS工作空间就是创建一个linux目录，只是需要按照ROS的规范在这个目录下添加一个src的子目录，然后执行一个ROS的命令即可。

我们创建名为catkin\_ws的工作空间，当然也可以使用其它名字，命令如下：

$mkdir -p catkin\_ws/src  
    进入到catkin\_ws/src目录下，可以看到catkin\_ws和src目录下都是空的。进入到catkin\_ws目录下，再执行如下命令：  
$catkin\_make

这个命令用于构建该工作空间，并且必须在工作空间的顶层使用catkin\_make命令，这时你会发现在catkin\_ws这个目录下多出两个目录“build”和“devel”。在devel目录下，还可以看到很多setup.\*sh文件。接下来我们输入如下命令：

$source devel/setup.bash  
    上面的命令是在catkin\_ws目录下执行的，意思是把catkin\_ws/devel目录下的setup.bash文件挂载到ROS的文件系统里去，这样当用户执行一些文件系统的命令时，就不会提示找不到  
该工作空间里的包或者文件了。  
  
小提示：  
    对于许多用户来说,确实没有必要使用多个 ROS 工作空间。但是,ROS 的 catkin 编译系统,试图一次性编译同一个工作空间中的所有功能包。因此,如果你的工作涉及大量的功能包,或者涉及几个相互独立的的项目,则维护数个独立的工作空间可能是有帮助的。  
  
2.创建ROS功能包  
    创建了工作空间，接下来就可以在工作空间里创建功能包。  
功能包是一个存在于工作空间目录src目录下的一个目录，这个目录中包含一些文件或者目录，一个功能包必须以下几部分组成：  
(1) 必须包括一个package.xml文件;  
(2) 必须包括一个CMakeLists.txt文件。

在每一个功能包目录下不允许有其它的功能包，也就是不允许功能包嵌套。一个典型的工作空间结构如下：

workspace_folder/          -- WORKSPACE  
      src/                               -- SOURCE SPACE  
        CMakeLists.txt           -- 'Toplevel' CMake file, provided by catkin  
        package_1/  
          CMakeLists.txt         -- CMakeLists.txt file for package_1  
          package.xml            -- Package manifest for package_1  
        ...  
        package_n/  
          CMakeLists.txt        -- CMakeLists.txt file for package_n  
          package.xml           -- Package manifest for package_n

我们之前已经创建过一个空的工作空间：catkin\_ws，下面我们来看一下如何在一个工作空间中创建一个功能包。在创建功能包时需要使用catkin\_create\_pkg命令。  
    首先进入到目录catkin\_ws/src目录下，创建一个名字为beginner\_tutorials的功能包，它直接依赖于三个功能包：std\_msgs,rospy以及roscpp，使用如下命令：  
$catkin\_create\_pkg beginner\_tutorials std\_msgs rospy roscpp  
    在创建的beginner\_tutorials文件夹下可以看到package.xml和CMakeLists.txt。catkin\_create\_pkg要求您给出功能包的名字，及选择性的给出所创建的功能包依赖于哪一个功能包，命令的使用方法如下：  
catkin\_create\_pkg <package\_name> \[depend1\] \[depend2\] \[depend3\]  
    这样，我们的一个包功能就创建好了，我们可能会需要对功能包之间的依赖性做一下解释。我们可以使用rospack命令来查看功能包之间的依赖关系（使用rospack命令的前提是已经安装了该命令）。  
    查看直接依赖关系：  
$rospack depends1 beginner\_tutorials  
    可以看到，返回的结果正是我们使用catkin\_create\_pkg时，所使用的参数。

roscpp
    rospy
    std_msgs

我们还可以直接在beginner\_tutorials功能包下的package.xml中查看功能包的依赖关系。使用命令：  
$cd beginner\_tutorials    
$cat package.xml  
    结果如下：

<package>  
    ...  
      <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>  
      <build_depend>roscpp</build_depend>  
      <build_depend>rospy</build_depend>  
      <build_depend>std_msgs</build_depend>  
    ...  
    </package>

在通常情况下，一个包所依赖的包又会依赖许多其它的包，这称为间接依赖。我们使用如下命令来查看rospy直接依赖的功能包：  
$rospack depends1 rospy  
    返回结果如下：

genpy  
    rosgraph  
    rosgraph_msgs  
    roslib  
    std_msgs

一个功能包可以有很多的间接依赖关系，我们可以使用命令：  
$rospack depends beginner\_tutorials  
    来进行查看。返回结果如下：

cpp_common  
    rostime  
    roscpp_traits  
    roscpp_serialization  
    genmsg  
    genpy  
    message_runtime  
    rosconsole  
    std_msgs  
    rosgraph_msgs  
    xmlrpcpp  
    roscpp  
    rosgraph  
    catkin  
    rospack  
    roslib  
    rospy

接下来我们查看package.xml文件，我们将会一个标签一个标签的分析这个xml文件。  
    首先是description标签：  
<description>The beginner\_tutorials package</description>

这个标签是对功能包的一个简单描述。

maintainer标签：

<maintainer email="user@todo.todo">user</maintainer>

根据这个标签知道它的维护者，另外标签的email属性也是必须的，可有多个maintainer标签。  
  
    license标签：

<license>TODO</license>

一般我们将license修改为BSD。  
  
    编译依赖性和运行依赖性标签，指明了该功能包所依赖的其它功能包，如果我们在使用catkin\_create\_pkg命令创建功能包的时候，没有制定我们创建的功能包依赖于哪些功能包，可以手动在这里添加依赖的功能包：

<buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>  
    <build_depend>roscpp</build_depend>  
    <build_depend>rospy</build_depend>  
    <build_depend>std_msgs</build_depend>
    run_depend>roscpp</run_depend>  
    <run_depend>rospy</run_depend>  
    <run_depend>std_msgs</run_depend>

这样一来，功能包就创建好了，可以在功能包目录下添加你的源代码文件了。  
  
小提示：  
    ROS功能包的命名遵循一个命名规范,只允许使用小写字母、数字和下划线,而且首字符必须是一个小写字母。一些 ROS工具,包括 catkin,不支持那些不遵循此命名规范的功能包。