ROS2中的interfaces可以用Python来实现吗？(II)-使用Python构建interface包的尝试

为了验证使用Python能否构建interface包，参照C++构造interface包的方式进行尝试。在尝试过程中，以下几个步骤是与C++的包一致的：
(1) 使用ros2 pkg create命令创建package

ros2 pkg create  package_name –build-type ament _python –dependencies rclpy

(2) 创建与上面的例子一致的interface文件，这个步骤中，包括创建文件夹，以及在文件夹中编写interface定义文件；
使用Python构建interface包关键的问题在于编译，一种尝试的思路是沿着Python包编译的方式，结合interface定义对setup.py和package.xml进行设置；另外一种尝试的思路就是在Python包中添加CmakeLists.txt文件，从而为interface的编译提供支持

使用Python构建inferface包的尝试：

package中setup.py文件的编写

from setuptools import find_packages, setup
import os
from glob import glob

package_name = 'pkg_interface_py'

setup(
    name=package_name,
    version='0.0.0',
    packages=find_packages(exclude=['test']),

    data_files=[
        ('share/ament_index/resource_index/packages',
            ['resource/' + package_name]),
        ('share/' + package_name, ['package.xml']),
        ('share/'+ package_name+'/msg',glob(os.path.join('msg','*.msg'))),
        ('share/'+ package_name+'/srv',glob(os.path.join('srv','*.srv')))
        
    ],

    install_requires=['setuptools'],
    zip_safe=True,
    maintainer='sl',
    maintainer_email='sl@todo.todo',
    description='TODO: Package description',
    license='TODO: License declaration',
    tests_require=['pytest'],
    entry_points={
        'console_scripts': [
        ],
    },
)

package.xml文件的编写

<?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>pkg_interface_py</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>TODO: Package description</description>
  <maintainer email="sl@todo.todo">sl</maintainer>
  <license>TODO: License declaration</license>

  <depend>rclpy</depend>
  <depend>learning_interface</depend>
  <depend>pkg_test_interface</depend>
  <depend>geometry_msgs</depend>
  <depend>std_msgs</depend>
  
  <test_depend>ament_copyright</test_depend>
  <test_depend>ament_flake8</test_depend>
  <test_depend>ament_pep257</test_depend>
  <test_depend>python3-pytest</test_depend>
  
  <buildtool_depend>rosidl_default_generators</buildtool_depend>
  <exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend>
  <member_of_group>rosidl_interface_packages</member_of_group> 
  <export>
    <build_type>ament_python</build_type>
  </export>
</package>

编译后的结果

对这个包进行编译，对应包的lib/文件夹如下图所示，

可以看到这里没有.so文件，也就是没有获得相应的共享库文件。
再看对应包的share/文件夹，如下图所示：

这里获得了msg/文件夹和srv/文件夹，文件夹中虽然有对应的interface文件，但是却没有.idl文件。
因为是Python包，所以编译不会出现include/文件夹，自然也就不会得到.hpp和.h文件。因为没有得到头文件，因此可以肯定的是这个包无法提供给C ++的包进行引用。

尝试使用构建的msg

那么能不能被Python的包引用吗？下面采用一个实例进行验证。
在另外一个叫做pkg_test_py的包的节点中调用定义msg，代码如下：

import rclpy
from rclpy.node import Node
from pkg_interface_py.msg import Nummsg
from std_msgs.msg import Int32

class PublisherNode(Node):
def __init__(self, name):
super().__init__(name)
self.pub = self.create_publisher(Nummsg, "chatter1", 10)
self.i=0
self.timer = self.create_timer(0.5, self.timer_callback)
def timer_callback(self):
msg = Nummsg()
msg.num = self.i
self.i+=1
self.pub.publish(msg)
self.get_logger().info('Publishing: "%s"' % msg.num)
def main(args=None):
rclpy.init(args=args)
node = PublisherNode("topic_helloworld_pub")
rclpy.spin(node)
node.destroy_node()
rclpy.shutdown()

运行的结果如下：

可以看到提示对应的msg。虽然在interface包的share/文件夹中已经存在msg文件，但这里却提示找不到msg，这说明ROS的Python包在调用其他包的interface时，并不是依靠相应的interface定义文件，而是需要依靠.so(共享库文件)和.idl文件(接口文件)，而这种编译方式下是不会产生.so和.idl文件，所以在调用时也不可能找到相应的interface了。
第2种构建思路的实现，由于篇幅关系，在这里就不再呈现，经验证，这种方式也是失败的。

关于ROS2构建interfaces的关键要点

ROS构建interface包的过程中，起关键作用的是rosidl_default_generator这个包，目前这个包只能在C++中使用，Python还无法使用，因此使用Python是无法构建interface包。上面提到的使用Python构建interfaces的两种方式都无法使rosidl_generate_interfaces()设置项并没有得到执行，也就是无法实现interfaces的真正构建。因此就目前来讲，使用Python是无法在ROS2中实现interfaces构建。