不那么乐的世界

ROS小结-I

 Tech  2778  6 分钟

ROS小结

因为ROS之前有段时间没有用 有些生疏 再加上之前掌握的不好 利用教程重新巩固一下 加深印象

Package软件包

ROS中的package的定义更加具体，它不仅是Linux上的软件包，更是catkin编译的基本单元，我们调用catkin_make编译的对象就是一个个ROS的package，也就是说任何ROS程序只有组织成package才能编译。所以package也是ROS源代码存放的地方，任何ROS的代码无论是C++还是Python都要放到package中，这样才能正常的编译和运行。 一个package可以编译出来多个目标文件（ROS可执行程序、动态静态库、头文件等等）。

package结构

一个package下常见的文件、路径有：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

  ├── CMakeLists.txt    #package的编译规则(必须)
  ├── package.xml       #package的描述信息(必须)
  ├── src/              #源代码文件
  ├── include/          #C++头文件
  ├── scripts/          #可执行脚本
  ├── msg/              #自定义消息
  ├── srv/              #自定义服务
  ├── models/           #3D模型文件
  ├── urdf/             #urdf文件
  ├── launch/           #launch文件

其中定义package的是CMakeLists.txt和package.xml，这两个文件是package中必不可少的。catkin编译系统在编译前，首先就要解析这两个文件。这两个文件就定义了一个package。

  • CMakeLists.txt:定义package的包名、依赖、源文件、目标文件等编译规则，是package不可少的成分
  • package.xml: 描述package的包名、版本号、作者、依赖等信息，是package不可少的成分
  • src/: 存放ROS的源代码，包括C++的源码和(.cpp)以及Python的module(.py)
  • include/: 存放C++源码对应的头文件
  • scripts/: 存放可执行脚本，例如shell脚本(.sh)、Python脚本(.py)
  • msg/: 存放自定义格式的消息(.msg)
  • srv/: 存放自定义格式的服务(.srv)
  • models/: 存放机器人或仿真场景的3D模型(.sda, .stl, .dae等)
  • urdf/: 存放机器人的模型描述(.urdf或.xacro)
  • launch/: 存放launch文件(.launch或.xml)

通常ROS文件组织都是按照以上的形式，这是约定俗成的命名习惯，建议遵守。以上路径中，只有CMakeLists.txt和package.xml是必须的，其余路径根据软件包是否需要来决定。

package的创建

创建一个package需要在catkin_ws/src下,用到catkin_create_pkg命令，用法是： catkin_create_pkg package depends 其中package是包名，depends是依赖的包名，可以依赖多个软件包。 例如，新建一个package叫做test_pkg,依赖roscpp、rospy、std_msgs(常用依赖)。

1

$ catkin_create_pkg test_pkg roscpp rospy std_msgs

这样就会在当前路径下新建test_pkg软件包，包括：

1
2
3
4
5

  ├── CMakeLists.txt
  ├── include
  │   └── test_pkg
  ├── package.xml
  └── src

catkin_create_pkg帮你完成了软件包的初始化，填充好了CMakeLists.txt和package.xml，并且将依赖项填进了这两个文件中。

CMakeLists.txt

CMakeLists.txt的作用

CMakeLists.txt原本是Cmake编译系统的规则文件，而Catkin编译系统基本沿用了CMake的编译风格，只是针对ROS工程添加了一些宏定义。所以在写法上，catkin的CMakeLists.txt与CMake的基本一致。

这个文件直接规定了这个package要依赖哪些package，要编译生成哪些目标，如何编译等等流程。所以CMakeLists.txt非常重要，它指定了由源码到目标文件的规则，catkin编译系统在工作时首先会找到每个package下的CMakeLists.txt，然后按照规则来编译构建。

CMakeLists.txt写法

CMakeLists.txt的基本语法都还是按照CMake，而Catkin在其中加入了少量的宏，总体的结构如下：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15

cmake_minimum_required() #CMake的版本号 
project()                #项目名称 
find_package()           #找到编译需要的其他CMake/Catkin package
catkin_python_setup()    #catkin新加宏，打开catkin的Python Module的支持
add_message_files()      #catkin新加宏，添加自定义Message/Service/Action文件
add_service_files()
add_action_files()
generate_message()       #catkin新加宏，生成不同语言版本的msg/srv/action接口
catkin_package()         #catkin新加宏，生成当前package的cmake配置，供依赖本包的其他软件包调用
add_library()            #生成库
add_executable()         #生成可执行二进制文件
add_dependencies()       #定义目标文件依赖于其他目标文件，确保其他目标已被构建
target_link_libraries()  #链接
catkin_add_gtest()       #catkin新加宏，生成测试
install()                #安装至本机

package.xml

package.xml也是一个catkin的package必备文件，它是这个软件包的描述文件，在较早的ROS版本(rosbuild编译系统)中，这个文件叫做manifest.xml，用于描述pacakge的基本信息。如果你在网上看到一些ROS项目里包含着manifest.xml，那么它多半是hydro版本之前的项目了。

package.xml作用

pacakge.xml包含了package的名称、版本号、内容描述、维护人员、软件许可、编译构建工具、编译依赖、运行依赖等信息。 实际上rospack find、rosdep等命令之所以能快速定位和分析出package的依赖项信息，就是直接读取了每一个pacakge中的package.xml文件。它为用户提供了快速了解一个pacakge的渠道。

package.xml写法

pacakge.xml遵循xml标签文本的写法，由于版本更迭原因，现在有两种格式并存（format1与format2），不过区别不大。老版本（format1）的pacakge.xml通常包含以下标签:

1
2
3
4
5
6
7
8
9

<pacakge>           根标记文件  
<name>              包名  
<version>           版本号  
<description>       内容描述  
<maintainer>        维护者 
<license>           软件许可证  
<buildtool_depend>  编译构建工具，通常为catkin  
<build_depend>      编译依赖项，与Catkin中的  
<run_depend>        运行依赖项

说明：其中1-6为必备标签，1是根标签，嵌套了其余的所有标签，2-6为包的各种属性，7-9为编译相关信息。 在新版本（format2）中，包含的标签为：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13

<pacakge>               根标记文件  
<name>                  包名  
<version>               版本号  
<description>           内容描述  
<maintainer>            维护者 
<license>               软件许可证  
<buildtool_depend>      编译构建工具，通常为catkin    
<depend>                指定依赖项为编译、导出、运行需要的依赖，最常用
<build_depend>          编译依赖项  
<build_export_depend>   导出依赖项
<exec_depend>           运行依赖项
<test_depend>           测试用例依赖项  
<doc_depend>            文档依赖项

由此看见新版本的pacakge.xml格式上增加了 、、、 ,相当于将之前的build和run依赖项描述进行了细分。 目前Indigo、Kinetic、Lunar等版本的ROS都同时支持两种版本的package.xml，所以无论选哪种格式都可以。

run_depend 和 exec_depend 的区别经常导致编译不通过.

-- 整个ROS包括的package如下:

updatedupdated2020-08-112020-08-11

相关文章：