【ROS2】中级:Launch-管理大型项目

最新推荐文章于 2025-04-28 20:46:29 发布

十年一梦实验室

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目标：学习使用 ROS 2 启动文件管理大型项目的最佳实践。

教程级别：中级

时间：20 分钟

背景
先决条件
简介
编写启动文件
- 1. 顶层组织
- 2.参数
  - 在启动文件中设置参数
  - 加载 YAML 文件中的参数
  - 在 YAML 文件中使用通配符
- 3. 命名空间
- 4. 复用节点
- 5 .参数覆盖
- 6. 重映射
- 7 个配置文件
- 8 个环境变量
运行启动文件
- 1. 更新 setup.py
- 2. 建立并运行
摘要

背景

本教程介绍了一些针对大型项目编写启动文件的技巧。重点是如何构建启动文件，以便在不同情况下尽可能多地复用。此外，它还涵盖了不同 ROS 2 启动工具的使用示例，如参数、YAML 文件、重映射、命名空间、默认参数和 RViz 配置。

先决条件

本教程使用 turtlesim 和 turtle_tf2_py 包。本教程还假设您已经创建了一个名为 launch_tutorial 的 ament_python 类型的新包。

简介

在机器人上的大型应用通常涉及几个相互连接的节点，每个节点都可以有许多参数。多乌龟模拟器中的多乌龟模拟可以作为一个很好的例子。乌龟模拟由多个乌龟节点、世界配置以及 TF 广播器和监听器节点组成。在所有这些节点之间，有大量的 ROS 参数影响这些节点的行为和外观。ROS 2 启动文件允许我们在一个地方启动所有节点并设置相应的参数。在教程的最后，你将在 launch_tutorial 包中构建 launch_turtlesim_launch.py 启动文件。这个启动文件将启动负责两个 turtlesim 模拟的不同节点，启动 TF 广播器和监听器，加载参数，并启动一个 RViz 配置。在本教程中，我们将讨论这个启动文件及其所有相关功能。

编写启动文件

1. 顶层组织

在编写启动文件的过程中，一个目标应该是使它们尽可能地可重用。这可以通过将相关的节点和配置聚集到单独的启动文件中来完成。之后，可以编写一个专用于特定配置的顶层启动文件。这将允许在相同的机器人之间移动而根本不需要更改启动文件。即使是从真实的机器人移动到模拟的机器人这样的更改，也只需做少量的更改。

我们现在将讨论使这成为可能的顶层启动文件结构。首先，我们将创建一个启动文件，该文件将调用单独的启动文件。为此，让我们在我们的 launch_tutorial 包的 /launch 文件夹中创建一个 launch_turtlesim_launch.py 文件。

import os  # 导入os模块，这个模块提供了很多与操作系统交互的函数


from ament_index_python.packages import get_package_share_directory  # 从ament_index_python.packages导入get_package_share_directory函数，这个函数用于获取包的共享目录


from launch import LaunchDescription  # 从launch导入LaunchDescription，这是ROS2中用于描述启动过程的类
from launch.actions import IncludeLaunchDescription  # 从launch.actions导入IncludeLaunchDescription，这是一个动作，用于包含其他的启动描述
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource  # 从launch.launch_description_sources导入PythonLaunchDescriptionSource，这是一个描述源，用于从Python文件中加载启动描述


def generate_launch_description():  # 定义一个函数，用于生成启动描述
   turtlesim_world_1 = IncludeLaunchDescription(  # 创建一个IncludeLaunchDescription动作，用于包含turtlesim_world_1的启动描述
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(  # 使用PythonLaunchDescriptionSource从Python文件中加载启动描述
         get_package_share_directory('launch_tutorial'), 'launch'),  # 使用get_package_share_directory函数获取'launch_tutorial'包的共享目录，然后加上'launch'子目录
         '/turtlesim_world_1_launch.py'])  # 加上启动文件的名称，得到完整的文件路径
      )
   turtlesim_world_2 = IncludeLaunchDescription(  # 创建一个IncludeLaunchDescription动作，用于包含turtlesim_world_2的启动描述
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(  # 使用PythonLaunchDescriptionSource从Python文件中加载启动描述
         get_package_share_directory('launch_tutorial'), 'launch'),  # 使用get_package_share_directory函数获取'launch_tutorial'包的共享目录，然后加上'launch'子目录
         '/turtlesim_world_2_launch.py'])  # 加上启动文件的名称，得到完整的文件路径
      )
   broadcaster_listener_nodes = IncludeLaunchDescription(  # 创建一个IncludeLaunchDescription动作，用于包含broadcaster_listener_nodes的启动描述
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(  # 使用PythonLaunchDescriptionSource从Python文件中加载启动描述
         get_package_share_directory('launch_tutorial'), 'launch'),  # 使用get_package_share_directory函数获取'launch_tutorial'包的共享目录，然后加上'launch'子目录
         '/broadcaster_listener_launch.py']),  # 加上启动文件的名称，得到完整的文件路径
      launch_arguments={'target_frame': 'carrot1'}.items(),  # 设置启动参数，这些参数会传递给被包含的启动描述
      )
   mimic_node = IncludeLaunchDescription(  # 创建一个IncludeLaunchDescription动作，用于包含mimic_node的启动描述
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(  # 使用PythonLaunchDescriptionSource从Python文件中加载启动描述
         get_package_share_directory('launch_tutorial'), 'launch'),  # 使用get_package_share_directory函数获取'launch_tutorial'包的共享目录，然后加上'launch'子目录
         '/mimic_launch.py'])  # 加上启动文件的名称，得到完整的文件路径
      )
   fixed_frame_node = IncludeLaunchDescription(  # 创建一个IncludeLaunchDescription动作，用于包含fixed_frame_node的启动描述
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(  # 使用PythonLaunchDescriptionSource从Python文件中加载启动描述
         get_package_share_directory('launch_tutorial'), 'launch'),  # 使用get_package_share_directory函数获取'launch_tutorial'包的共享目录，然后加上'launch'子目录
         '/fixed_broadcaster_launch.py'])  # 加上启动文件的名称，得到完整的文件路径
      )
   rviz_node = IncludeLaunchDescription(  # 创建一个IncludeLaunchDescription动作，用于包含rviz_node的启动描述
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(  # 使用PythonLaunchDescriptionSource从Python文件中加载启动描述
         get_package_share_directory('launch_tutorial'), 'launch'),  # 使用get_package_share_directory函数获取'launch_tutorial'包的共享目录，然后加上'launch'子目录
         '/turtlesim_rviz_launch.py'])  # 加上启动文件的名称，得到完整的文件路径
      )


   return LaunchDescription([  # 创建一个LaunchDescription，包含了所有的启动动作
      turtlesim_world_1,
      turtlesim_world_2,
      broadcaster_listener_nodes,
      mimic_node,
      fixed_frame_node,
      rviz_node
   ])