ROS学习——运行管理

news2024/11/25 5:00:23

ROS是多进程(节点)的分布式框架，一个完整的ROS系统实现：

可能包含多台主机；
每台主机上又有多个工作空间(workspace)；
每个的工作空间中又包含多个功能包(package)；
每个功能包又包含多个节点(Node)，不同的节点都有自己的节点名称；
每个节点可能还会设置一个或多个话题(topic)...

一、ROS元功能包

场景:完成ROS中一个系统性的功能，可能涉及到多个功能包，比如实现了机器人导航模块，该模块下有地图、定位、路径规划...等不同的子级功能包。那么调用者安装该模块时，需要逐一的安装每一个功能包吗？

显而易见的，逐一安装功能包的效率低下，在ROS中，提供了一种方式可以将不同的功能包打包成一个功能包，当安装某个功能模块时，直接调用打包后的功能包即可，该包又称之为元功能包(metapackage)。

1.概念&作用

概念：MetaPackage是Linux的一个文件管理系统的概念。是ROS中的一个虚包，里面没有实质性的内容，但是它依赖了其他的软件包，通过这种方法可以把其他包组合起来，我们可以认为它是一本书的目录索引，告诉我们这个包集合中有哪些子包，并且该去哪里下载。

例如：

sudo apt install ros-noetic-desktop-full 命令安装ros时就使用了元功能包，该元功能包依赖于ROS中的其他一些功能包，安装该包时会一并安装依赖。

还有一些常见的MetaPackage：navigation moveit! turtlebot3 ....

作用：方便用户的安装，我们只需要这一个包就可以把其他相关的软件包组织到一起安装了。

2.实现

①新建功能包

不用添加依赖，因为这是一个虚包，没有实质内容。

②修改package.xml

(1)添加可执行依赖

<exec_depend>被集成的功能包</exec_depend>

（2）添加实现

③修改cmakelist.txt

删除其余代码，添加第四行

CMakeLists.txt 中不可以有换行

二、ROS节点管理launch文件

1.概念&作用

概念：launch 文件是一个 XML 格式的文件，可以启动本地和远程的多个节点，还可以在参数服务器中设置参数。

作用：简化节点的配置与启动，提高ROS程序的启动效率。

2.使用流程（turtlesim案例）

①新建功能包

②在功能包下新建文件夹--->文件夹下新建文件

③编辑内容

pkg------->启动节点的功能包

type------->启动节点的类型

name------>启动节点设置的名称

output------->日志的输出目标

④启动

roslaunch 包名 xxx.launch

注意:roslaunch 命令执行launch文件时，首先会判断是否启动了 roscore,如果启动了，则不再启动，否则，会自动调用 roscore

3.launch文件标签之launch

<launch>标签是所有 launch 文件的根标签，充当其他标签的容器

①属性（deprecated）

deprecated = "弃用声明"

告知用户当前 launch 文件已经弃用

如果强行使用，会出现警告

②子级标签

所有其它标签都是launch的子级

4.launch文件标签之node

<node>标签用于指定 ROS 节点，是最常见的标签，需要注意的是: roslaunch 命令不能保证按照 node 的声明顺序来启动节点(节点的启动是多进程的)

①属性

pkg="包名"

节点所属的包
type="nodeType"

节点类型(与之相同名称的可执行文件)
name="nodeName"

节点名称(在 ROS 网络拓扑中节点的名称)
args="xxx xxx xxx" (可选)

将参数传递给节点
machine="机器名"

在指定机器上启动节点
respawn="true | false" (可选)

如果节点退出，是否自动重启（例如关闭乌龟窗口后会自动重启打开，除除非直接关闭整个ros系统，在命令行ctlr+c）
respawn_delay=" N" (可选)

如果 respawn 为 true, 那么延迟 N 秒后启动节点
required="true | false" (可选)

该节点是否必须，如果为 true,那么如果该节点退出，将杀死整个 roslaunch
ns="xxx" (可选)

在指定命名空间 xxx 中启动节点（设置节点（my_turtle）的命名空间（hello）），这样操作可以避免重名

clear_params="true | false" (可选)

在启动前，删除节点的私有空间的所有参数
output="log | screen" (可选)

日志发送目标，可以设置为 log 日志文件，或 screen 屏幕,默认是 log

②子级标签

env 环境变量设置
remap 重映射节点名称
rosparam 参数设置
param 参数设置

5.launch文件标签之include

include标签用于将另一个 xml 格式的 launch 文件导入到当前文件

①属性

file="$(find 包名)/xxx/xxx.launch"

要包含的文件路径

案例：复用start_turtle.launch

ns="xxx" (可选)

在指定命名空间导入文件

②子级标签

env 环境变量设置
arg 将参数传递给被包含的文件

6.launch文件标签之remap

用于话题重命名

①属性

from="xxx"

原始话题名称
to="yyy"

目标名称

sudo apt-get install ros-noetic-teleop-twist-keyboard

②子级标签

7.launch文件标签之param

<param>标签主要用于在参数服务器上设置参数，参数源可以在标签中通过 value 指定，也可以通过外部文件加载，在<node>标签中时，相当于私有命名空间。

①属性

name="命名空间/参数名"

参数名称，可以包含命名空间
value="xxx" (可选)

定义参数值，如果此处省略，必须指定外部文件作为参数源
type="str | int | double | bool | yaml" (可选)

指定参数类型，如果未指定，roslaunch 会尝试确定参数类型，规则如下:
- 如果包含 '.' 的数字解析未浮点型，否则为整型
- "true" 和 "false" 是 bool 值(不区分大小写)
- 其他是字符串