6.ROS2笔记-功能包

最新推荐文章于 2025-05-20 11:16:49 发布

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#机器人 #ubuntu #开源软件

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本文介绍了ROS2中的功能包机制，强调了其在代码组织和复用中的重要性。通过`ros2 pkg create`命令，演示了创建C++和Python类型功能包的步骤，并详细阐述了功能包的基本结构，包括package.xml和CMakeLists.txt（对于C++）或setup.py（对于Python）。此外，还提到了编译功能包及配置环境变量的方法。

ROS2笔记-功能包

学习资料参考ROS2入门21讲图文教程.

每个机器人可能有很多功能，比如移动控制、视觉感知、自主导航等，如果我们把这些功能的源码都放到一起当然也是可以的，但是当我们想把其中某些功能分享给别人时，就会发现代码都混合到了一起，很难拆分出来。
我们把不同功能的代码划分到不同的功能包中，尽量降低他们之间的耦合关系，当需要在ROS社区中分享给别人的时候，只需要说明这个功能包该如何使用，别人很快就可以用起来了。
所以功能包的机制，是提高ROS中软件复用率的重要方法之一。
创建功能包

如何在ROS2中创建一个功能包呢？我们可以使用这个指令：

$ ros2 pkg create --build-type <build-type> <package_name>

ros2命令中：

pkg：表示功能包相关的功能；
create：表示创建功能包；
build-type：表示新创建的功能包是C++还是Python的，如果使用C++或者C，那这里就跟ament_cmake，如果使用Python，就跟ament_python；
package_name：新建功能包的名字。
比如在终端中分别创建C++和Python版本的功能包：

$ cd ~/dev_ws/src
$ ros2 pkg create --build-type ament_cmake learning_pkg_c               # C++
$ ros2 pkg create --build-type ament_python learning_pkg_python # Python

编译功能包

在创建好的功能包中，我们可以继续完成代码的编写，之后需要编译和配置环境变量，才能正常运行：

$ cd ~/dev_ws/src
$ colcon build   # 编译工作空间所有功能包
$ source install/local_setup.bash

功能包的结构

功能包并不是普通的文件夹，那如何判断一个文件夹是否是功能包呢？我们来分析下刚才新创建两个功能包的结构。

C++功能包

首先看下C++类型的功能包，其中必然存在两个文件：package.xml和CMakerLists.txt。package.xml文件的主要内容如下，

$ cat package.xml

<?xml version="1.0"?>
<?xml-model href="http://download.ros.org/schema/package_format3.xsd" schematypens="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"?>
<package format="3">
  <name>learning_pkg_c</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>TODO: Package description</description>
  <maintainer email="lb@todo.todo">lb</maintainer>
  <license>TODO: License declaration</license>

  <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>

  <test_depend>ament_lint_auto</test_depend>
  <test_depend>ament_lint_common</test_depend>

  <export>
    <build_type>ament_cmake</build_type>
  </export>
</package>

包含功能包的版权描述，和各种依赖的声明。CMakeLists.txt文件是编译规则，C++代码需要编译才能运行，所以必须要在该文件中设置如何编译，使用CMake语法。

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(learning_pkg_c)

if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
  add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

# find dependencies
find_package(ament_cmake REQUIRED)
# uncomment the following section in order to fill in
# further dependencies manually.
# find_package(<dependency> REQUIRED)

if(BUILD_TESTING)
  find_package(ament_lint_auto REQUIRED)
  # the following line skips the linter which checks for copyrights
  # comment the line when a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_copyright_FOUND TRUE)
  # the following line skips cpplint (only works in a git repo)
  # comment the line when this package is in a git repo and when
  # a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_cpplint_FOUND TRUE)
  ament_lint_auto_find_test_dependencies()
endif()

ament_package()

Python功能包

C++功能包需要将源码编译成可执行文件，但是Python语言是解析型的，不需要编译，所以会有一些不同，但也会有这两个文件：package.xml和setup.py。
package.xml文件的主要内容和C++版本功能包一样，包含功能包的版权描述，和各种依赖的声明。
setup.py文件里边也包含一些版权信息，除此之外，还有“entry_points”配置的程序入口，在后续编程讲解中，我们会给大家介绍如何使用。