【ROS2】初级：客户端-创建工作区

最新推荐文章于 2025-10-05 15:21:30 发布

原创最新推荐文章于 2025-10-05 15:21:30 发布 · 836 阅读

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目标：创建一个工作空间，并学习如何为开发和测试设置一个覆盖层。

教程级别：初学者

时间：20 分钟

背景
先决条件
任务
- 1 源 ROS 2 环境
- 2. 创建一个新目录
- 3. 克隆一个示例仓库
- 4. 解决依赖性
- 5. 使用 colcon 构建工作空间
- 6 源覆盖
- 7 修改覆盖层
摘要
下一步

背景

工作空间是包含 ROS 2 包的目录。在使用 ROS 2 之前，必须在您计划工作的终端中启用您的 ROS 2 安装工作空间。这使得 ROS 2 的包在该终端中可供您使用。

您还可以选择创建一个“覆盖层”——一个次级工作空间，在这里您可以添加新的软件包，而不会干扰您正在扩展的现有 ROS 2 工作空间，或称为“底层”。您的底层必须包含覆盖层中所有软件包的依赖项。覆盖层中的软件包将覆盖底层中的软件包。也可以有多个层次的底层和覆盖层，每个后续的覆盖层都使用其父底层的软件包。

先决条件

ROS 2 安装
Colcon 安装
Git 安装
海龟仿真安装
已安装 rosdep
理解基本的终端命令（这里有一个 Linux 指南）
您选择的文本编辑器

任务

1 源 ROS 2 环境

您的主要 ROS 2 安装将是本教程的底层。(请记住，底层不一定是主要的 ROS 2 安装。)

取决于您是如何安装 ROS 2 的（从源代码还是二进制文件），以及您使用的是哪个平台，您的确切源命令会有所不同：

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
# 源码编译
source /home/cxy/ros2_jazzy/install/setup.bash

如果这些命令对您不起作用，请参阅您所遵循的安装指南。

2. 创建一个新目录

最佳实践是为每个新工作区创建一个新目录。名称无关紧要，但最好能够表明工作区的用途。让我们选择目录名称 ros2_ws ，代表“开发工作区”：

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws/src

另一个最佳实践是将工作区中的任何包放入 src 目录。上述代码在 ros2_ws 内创建一个 src 目录，然后导航进入它。

3. 克隆一个示例仓库

确保你在克隆之前仍在 ros2_ws/src 目录中。

在接下来的初学者开发者教程中，你将创建自己的包，但现在你将练习使用现有的包来组建一个工作空间。

如果您已经学习了初学者：CLI 工具教程，您会对 turtlesim 很熟悉，它是 ros_tutorials 中的一个软件包。

一个仓库可以有多个分支。您需要检出目标您已安装的 ROS 2 发行版的那个分支。当您克隆此仓库时，添加 -b 参数，后跟该分支。

在 ros2_ws/src 目录中，运行以下命令：

cxy@ubuntu2404-cxy:~/ros2_ws/src$ git clone https://github.com/ros/ros_tutorials.git -b jazzy
正克隆到 'ros_tutorials'...
remote: Enumerating objects: 3114, done.
remote: Counting objects: 100% (434/434), done.
remote: Compressing objects: 100% (178/178), done.
remote: Total 3114 (delta 279), reused 388 (delta 249), pack-reused 2680
接收对象中: 100% (3114/3114), 707.48 KiB | 252.00 KiB/s, 完成.
处理 delta 中: 100% (1896/1896), 完成.

现在 ros_tutorials 已克隆到您的工作区。 ros_tutorials 仓库包含 turtlesim 包，我们将在本教程的剩余部分中使用它。此仓库中的其他包未构建，因为它们包含 COLCON_IGNORE 文件。

到目前为止，您已经用示例包填充了工作空间，但它还不是一个完全功能的工作空间。您需要先解决依赖关系，然后再构建工作空间。

4. 解决依赖项

在构建工作区之前，您需要解决包依赖问题。您可能已经拥有所有依赖项，但最佳实践是每次克隆时都检查依赖项。您不会希望在长时间等待后构建失败，只因为您缺少了依赖项。

从您的工作区根目录 ( ros2_ws )，运行以下命令：

# cd if you're still in the ``src`` directory with the ``ros_tutorials`` clone
cd ..
rosdep install -i --from-path src --rosdistro jazzy -y

如果您是从源代码或二进制档案在 Linux 上安装了 ROS 2，您将需要使用他们安装说明中的 rosdep 命令。这里是从源代码的 rosdep 部分和二进制档案的 rosdep 部分。

如果您已经具备所有依赖项，控制台将返回：

#All required rosdeps installed successfully

软件包在 package.xml 文件中声明它们的依赖项（您将在下一个教程中了解更多关于软件包的信息）。这个命令会检查这些声明，并安装那些缺失的依赖项。您可以在另一个即将推出的教程中了解更多关于 rosdep 的信息。

使用 colcon 构建工作空间

从您的工作区根目录 ( ros2_ws )，您现在可以使用以下命令构建您的包：

cxy@ubuntu2404-cxy:~/ros2_ws$ colcon build --packages-select turtlesim
Starting >>> turtlesim
Finished <<< turtlesim [3.20s]                     


Summary: 1 package finished [3.43s]

便条

其他有用的参数为 colcon build ：

--packages-up-to 构建您想要的包以及所有依赖项，但不包括整个工作区（节省时间）
--symlink-install 可以避免你每次调整 Python 脚本时都要重新构建
--event-handlers console_direct+ 在构建时显示控制台输出（否则可以在 log 目录中找到）
--executor sequential 逐个处理包裹，而不是使用并行处理

构建完成后，在工作区根目录输入命令 ( ~/ros2_ws )：您将看到 colcon 已创建新目录：

cxy@ubuntu2404-cxy:~/ros2_ws$ ls
build  install  log  src

install 目录是您工作区设置文件所在的地方，您可以使用它来源覆盖。

6 源覆盖层

在配置 overlay 之前，非常重要的是您需要打开一个新的终端，这个终端要与您构建工作空间的终端分开。在同一个终端中配置 overlay，或者在已配置 overlay 的终端中构建，可能会产生复杂的问题。

在新终端中，将您的主要 ROS 2 环境作为“底层”，这样您就可以在其上构建“上层”：

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
# 源码编译安装
source ~/ros2_jazzy/install/setup.bash

进入您工作区的根目录：

cd ~/ros2_ws

在根目录中，源你的覆盖层 source your overlay：

source install/local_setup.bash

便条

导入覆盖层的 local_setup 只会将覆盖层中可用的包添加到您的环境中。 setup 导入覆盖层以及创建它的底层，使您能够同时使用这两个工作空间。

所以，像你刚才所做的那样，源自你主要的 ROS 2 安装的 setup 然后是 ros2_ws 覆盖的 local_setup ，与仅仅源自 ros2_ws 的 setup 是一样的，因为那包含了它下层的环境。

现在您可以从覆盖层运行 turtlesim 包：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

但你怎么能分辨出这是正在运行的覆盖层 turtlesim，而不是你主安装的 turtlesim 呢？

让我们在覆盖层中修改 turtlesim，这样您就可以看到效果：

您可以单独修改和重建 overlay 中的包，而不影响 underlay。
覆盖层优先于底层。

7. 修改叠加层

您可以通过编辑 turtlesim 窗口上的标题栏来修改覆盖层中的 turtlesim 。为此，请在 ~/ros2_ws/src/ros_tutorials/turtlesim/src 中找到 turtle_frame.cpp 文件。用您喜欢的文本编辑器打开 turtle_frame.cpp 。

找到函数 setWindowTitle("TurtleSim"); ，将值 "TurtleSim" 更改为 "MyTurtleSim" ，然后保存文件。

返回到您之前运行 colcon build 的第一个终端，并再次运行它。

返回到第二个终端（源自覆盖层的地方），并再次运行 turtlesim：