ROS2 launch文件的高阶应用：LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument

LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument属于launch文件的高阶应用，它们需要配合使用，可以实现开发者自行定义参数通过ROS的launch命令向launch文件传递数据。这使得不需要改动launch文件就可以实现对launch文件的相关变量进行赋值，提高了launch文件的灵活性。

向launch文件传递参数初步功能实现

下面通过实例具体说明LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument怎么实现向launch文件传递参数。
launch文件名为：example7.laun.py

from launch_ros.actions import Node

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.actions import LogInfo

from launch.substitutions import LaunchConfiguration
def generate_launch_description():
    t_ns = 'turtle_ns'
    n_name_conf = LaunchConfiguration('n_name')
    n_name_arg = DeclareLaunchArgument(
        'n_name',
        default_value='node_name'
    )
    turtle_node = Node(
        package='turtlesim',
        namespace='turtle_ns',
        executable='turtlesim_node',
        name=n_name_conf
    )
    return LaunchDescription([
        n_name_arg,
        turtle_node               
    ])

执行命令：

ros2 launch pkg_test_py example7.laun.py

运行的结果如下：


下面结合代码对LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument的使用进行说明：

(1) 1-1的位置为赋值的DeclareLaunchArgument对象的名称，这个名称必须与1-2位置一致，也就是需要作为generate_launch_description函数的返回值之一；
(2) 2-1的位置launch文件声明的参数名；这个位置决定了LaunchConfiguration对那个参数进行设置；
(3) 3-1的位置为2-1所声明参数的默认值，从这个实例中可以看到这个位置所起的具体的作用，在后面进行说明；；
(4) 4-1的位置为赋值的LaunchConfiguration的对象名称，4-1位置的名称必须要luanch文件中所要被赋值的相关设置项所对应的变量名一致，在这个例子中，节点Node类中的name(节点名)设置项作为LaunchConfiguration被赋值设置项，因此这里4-2的位置需要与4-1的位置保持一致；
(5) 2-2位置为LaunchConfiguration所要设置的参数名，这个位置的值取决于DeclareLaunchArgument中指定的参数名，也就是2-1的位置；
前面也说过LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument要配对使用，从2-1和2-2的位置和对应关系也说明它们2需要配合使用。
仍然是这个实例，改变一下使用方式：

ros2 launch pkg_test_py example7.laun.py n_name:=new_name

执行的结果如下图所示：

这里使用命令的区别就在于增加了参数设置，命令中设置的参数名就是代码2-1位置所指定的参数名，后面5-1的位置为参数的值，通过这个设置后，5-2的位置变为5-1位置的值，不再为3-1位置的默认值。上面的执行方式中，没有指定参数值，所以对应的3-2位置为n_name的默认值，而这里的执行方式中指定了参数值，所以5-2的位置就变为命令中指定的参数值。

向launch传递参数的进一步应用

在上面这个实例中说明LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument的功能就是实现通过launch命令向launch文件传递参数。在上面实例中使用的Node类启动节点，通过LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument指定了节点启动是对应的设置项参数。LaunchConfiguration和DeclareLaunchArgument不只可以与Node类配合使用，还可以与ExecuteProcess配合使用，这样可以使得launch文件不只可以在节点启动过程中指定参数，还可以在其他ROS功能中指定参数。
实例：代码文件example8.laun.py

from launch_ros.actions import Node

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument, ExecuteProcess

from launch.substitutions import LaunchConfiguration 

def generate_launch_description():
    
    background_r_arg = DeclareLaunchArgument(
        'new_background_r',
        default_value='180'
    )
    background_r_conf = LaunchConfiguration('new_background_r')
       
    ns_name_arg = DeclareLaunchArgument(
        'ns_name_temp',
        default_value='ns_name0'
    )
    ns_name_conf = LaunchConfiguration('ns_name_temp')
    
    turtlesim_node = Node(
        package='turtlesim',
        namespace=ns_name_conf,
        executable='turtlesim_node',
        name='sim'
    )
    spawn_service = ExecuteProcess(
        cmd=[[
            'ros2 service call ',
            ns_name_conf,
            '/spawn ',
            'turtlesim/srv/Spawn ',
            '"{x: 2, y: 2, theta: 0.2}"'
        ]],
        shell=True
    )
    change_background_r = ExecuteProcess(
        cmd=[[
            'ros2 param set ',
            ns_name_conf,'/sim background_r ',
            background_r_conf
        ]],
        shell=True
    )

    return LaunchDescription([
        background_r_arg ,  
        ns_name_arg,
        turtlesim_node,
        spawn_service,
        change_background_r
        
    ])

执行命令：

ros2 launch pkg_test_py example8.laun.py

运行结果如下：


下面结合代码进行说明：

(1) 1-1的位置定义了new_background_r的参数变量，并且默认值为100，1-2的位置是在ExecuteProcess中，这其中是ROS设置parameter的命令，1-2的位置位于这个命令当中，对应的是parameter“background_r”的值，也就是通过参数变量使得这个命令可以自由改变background_r这个parameter的值。在这里还需额外补充关于与1-1相关的一条代码：

background_r_arg = DeclareLaunchArgument('new_background_r', default_value='180')

前面讲解过DeclareLaunchArgument要与LaunchConfiguration配合使用，这里有一点特别，new_background_r在使用的过程中对应节点中background_r这个parameter，这个parameter的类型是int型，但是在这里定义默认值的类型为字符串，这是因为ROS中launch文件在处理参数值时都是按照字符串来处理，所以这里将默认值定义为以数字构成的字符串，这一点在launch文件的参数传递过程中需要特别注意；
(2) 2-1的位置定义ns_name_temp参数变量，并且默认值为“ns_name_temp”，2-2、2-3、2-4分别位于Node、ExecuteProcess中，实现节点启动、调用service、以及设置parameter的作用。2-2设置了节点的namespace，2-3使service调用的命令可以对应节点的节点的namespace，2-4使parameter设置的命令可以对应节点的节点的namespace。
(3) 2-5的位置表示了启动节点的namespace，这里的namespace为ns_name0，也就是ns_name_temp参数变量的默认值；2-6的位置表示了调用service的结果，对应的namespace变为了ns_name0，2-7的位置表示了设置parameter的结果这里是new_background_r的默认值180。
仍然是这个实例，改变一下使用方式：

ros2 launch pkg_test_py example8.laun.py new_background_r:=10 ns_name_temp:=name_from_command

运行结果如下：


从执行结果中可以看到，命令中1-1的位置改变了节点的namespace，而命令中的2-1的位置改变了background_r这个parameter。