ROS1/ROS2中工作空间和工作包创建详解

在 ROS（Robot Operating System）工作空间创建和工作包创建的流程，并附上相关命令示例，适合ROS 1（比如ROS Noetic）和ROS 2（比如ROS 2 Foxy）基础入门。

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一、ROS工作空间（Workspace）创建流程

1. ROS 1 工作空间创建（catkin）

1) 创建工作空间目录

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/

2) 初始化工作空间

catkin_make

• 该命令会在catkin_ws下生成build和devel文件夹。

3) 配置环境变量

source devel/setup.bash

• 你可以将这句加到~/.bashrc，方便每次打开终端自动生效：

echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

4) 验证工作空间

rospack profile

或者

echo $ROS_PACKAGE_PATH

确认包含了~/catkin_ws/src路径。

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2. ROS 2 工作空间创建（colcon）

1) 创建工作空间目录

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

2) 编译工作空间

colcon build

• 第一次运行会自动生成install、build、log文件夹。

3) 配置环境变量

source install/setup.bash

• 建议加入~/.bashrc：

echo "source ~/ros2_ws/install/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

4) 验证工作空间

echo $ROS_PACKAGE_PATH

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二、ROS工作包（Package）创建流程

1. ROS 1 创建工作包（catkin_create_pkg）

1) 进入src目录

cd ~/catkin_ws/src

2) 创建包

catkin_create_pkg my_package std_msgs rospy roscpp

• my_package 是包名
• 后面跟的是依赖的ROS包，常见的有 std_msgs、rospy（Python客户端）、roscpp（C++客户端）

3) 编译并更新工作空间

cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

4) 查看包结构

cd ~/catkin_ws/src/my_package
ls

通常包含 CMakeLists.txt 和 package.xml 两个关键文件。

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2. ROS 2 创建工作包（ros2 pkg create）

1) 进入工作空间src目录

cd ~/ros2_ws/src

2) 创建包（Python示例）

ros2 pkg create --build-type ament_python my_package

• 对于C++包，改为：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake my_package

3) 编译并更新工作空间

cd ~/ros2_ws
colcon build
source install/setup.bash

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三、补充说明和注意事项

• 工作空间目录结构

  ROS 1典型：

  ~/catkin_ws/
    ├── src/            # 源代码目录，放工作包
    ├── build/          # 编译文件夹
    └── devel/          # 开发环境设置
  

  ROS 2典型：

  ~/ros2_ws/
    ├── src/            # 源代码目录
    ├── build/          # 编译文件夹
    ├── install/        # 安装文件夹，含环境脚本
    └── log/            # 编译日志
  

• package.xml和CMakeLists.txt

  这两个文件是工作包的核心配置文件，前者声明包信息与依赖，后者负责构建规则。

• 依赖管理

  包之间依赖需要在 package.xml 中声明，编译时会自动检测。

• 环境配置

  每次打开新终端，记得 source 对应工作空间的环境脚本，或者把它加入~/.bashrc。

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四、在ROS1中创建一个 工作空间和工作包C++示例

下面是一个完整的 ROS 1 C++ 工作包模板，包含了：

• 工作包结构
• CMakeLists.txt 配置
• package.xml 依赖
• 一个简单的发布者节点（talker.cpp）
• 一个订阅者节点（listener.cpp）
• 编译构建说明

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1. 创建工作包

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg my_cpp_package roscpp std_msgs
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

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2. 目录结构

my_cpp_package/
├── CMakeLists.txt
├── package.xml
└── src/
    ├── talker.cpp
    └── listener.cpp

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3. talker.cpp（发布者）

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include <sstream>

int main(int argc, char **argv) {
  ros::init(argc, argv, "talker");
  ros::NodeHandle nh;

  ros::Publisher chatter_pub = nh.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);

  ros::Rate loop_rate(10);
  int count = 0;

  while (ros::ok()) {
    std_msgs::String msg;
    std::stringstream ss;
    ss << "hello world " << count++;
    msg.data = ss.str();

    ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
    chatter_pub.publish(msg);

    ros::spinOnce();
    loop_rate.sleep();
  }

  return 0;
}

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4. listener.cpp（订阅者）

#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"

void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg) {
  ROS_INFO("I heard: [%s]", msg->data.c_str());
}

int main(int argc, char **argv) {
  ros::init(argc, argv, "listener");
  ros::NodeHandle nh;

  ros::Subscriber sub = nh.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);
  ros::spin();

  return 0;
}

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5. 修改 CMakeLists.txt

找到 ## Declare a C++ executable 和 ## Add cmake target dependencies 部分，添加以下内容：

add_executable(talker src/talker.cpp)
add_executable(listener src/listener.cpp)

target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})

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6. 修改 package.xml（确保有依赖）

确认以下依赖已经存在：

<build_depend>roscpp</build_depend>
<build_depend>std_msgs</build_depend>
<exec_depend>roscpp</exec_depend>
<exec_depend>std_msgs</exec_depend>

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7. 编译运行

cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

启动节点（新开两个终端）

roscore

rosrun my_cpp_package talker

rosrun my_cpp_package listener

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结果示意

在 talker 终端看到：

[INFO] hello world 0
[INFO] hello world 1

在 listener 终端看到：

[INFO] I heard: [hello world 0]
[INFO] I heard: [hello world 1]