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功能包与工作空间 ​

概念介绍 ​

功能包 ​

功能包可以理解为存放节点的地方，ROS2中功能包根据编译方式的不同分为三种类型。

  • ament_python，适用于python程序
  • cmake，适用于C++（我们一般不使用）
  • ament_cmake，适用于C++程序,是cmake的增强版（最常用）

不动就问，工作空间是什么？ 工作空间是包含若干个功能包的目录，一开始大家把工作空间理解成一个文件夹就行了,一般来说我们会将一个项目的所有功能包放在一个工作空间中。可以理解为一个项目的根目录。

创建工作空间 ​

因为ros工作空间就是个目录，所以只需要通过mkdir创建

具体的目录根据自己喜好创建即可，一般会放在~即个人目录下

bash
mkdir -p ~/ros2_ws/src

创建功能包 ​

创建功能包的命令是ros2 pkg create，例如

bash
ros2 pkg create 功能包名 --build-type 构建类型  --dependencies 依赖

这里我们创建一个名为my_package功能包，使用ament_cmake编译方式，依赖rclcpp

bash
cd ~/ros2_ws/src
ros2 pkg create my_package --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp

然后我们就可以用编辑器打开工作空间，编写代码

创建节点 ​

以下是一个简单的C++节点示例，我们将其放在my_package功能包中，该节点的功能仅仅是在日志中输出"Hello, world!"。

创建包含节点代码的.cpp文件 ​

在your_package_name/src下创建.cpp文件

警告

要在src目录下功能包的文件夹创建.cpp文件，而不是src文件夹直接放.cpp文件

示例代码如下 cpp_node_test.cpp：

cpp
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include <iostream>
int main(int argc, char **argv)
{
    rclcpp::init(argc, argv);// 初始化ROS 2客户端库。
    auto node = std::make_shared<rclcpp::Node>("cpp_node");// 创建一个名为"cpp_node"的节点。
    RCLCPP_INFO(node->get_logger(), "Hello, world!");//在日志中打印"Hello, world!"。
    rclcpp::spin(node);// Run the node.
    rclcpp::shutdown();// Shutdown the ROS 2 client library.
    return 0;
}

:::tips 提示 此时代码报错没关系，因为编辑器的扩展C/C++插件还没有定位到rclcpp库，所以找不到头文件。 ::: 我们需要在C/C++配置中添加rclcpp头文件路径。

json
{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "/opt/ros/jazzy/include/**"
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "c17",
            "cppStandard": "gnu++17",
            "intelliSenseMode": "linux-gcc-x64"
        }
    ],
    "version": 4
}

:::

在CMakeLists.txt中注册节点 ​

一般来说节点是一个可执行文件，所以我们需要在CMakeLists.txt中注册节点。

打开功能包文件夹下的CMakeLists.txt文件，添加以下内容：

cmake
add_executable(<节点名> src/<文件名>)
ament_target_dependencies(<节点名> <依赖列表>)
install(TARGETS
  <节点名>
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

示例代码如下：

cmake
cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(my_package)

if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
  add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

# find dependencies
find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)

add_executable(cpp_node src/cpp_node_test.cpp)// [!code focus:6]
ament_target_dependencies(cpp_node rclcpp)
install(TARGETS
  cpp_node
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

if(BUILD_TESTING)
  find_package(ament_lint_auto REQUIRED)
  # the following line skips the linter which checks for copyrights
  # comment the line when a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_copyright_FOUND TRUE)
  # the following line skips cpplint (only works in a git repo)
  # comment the line when this package is in a git repo and when
  # a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_cpplint_FOUND TRUE)
  ament_lint_auto_find_test_dependencies()
endif()

ament_package()

编译功能包 ​

在工作空间目录下，输入以下命令编译功能包：

bash
colcon build

如果编译成功，将会输出以下内容：

log
shidong@shidong-Dell-G15-5515:~/ros2_ws$ colcon build
Starting >>> my_package
Finished <<< my_package [4.31s]                     

Summary: 1 package finished [4.42s]

编译成功将会在工作空间目录下生成build和install文件夹，其中install文件夹中包含了编译好的功能包

我们需要运行以下命令以便ROS2能够找到我们的功能包：

bash
source install/setup.bash

这样我们的功能包就编译好了。

运行节点 ​

在终端输入以下命令运行节点：

bash
ros2 run 功能包名 节点名

示例代码如下：

bash
ros2 run my_package cpp_node

我们可以看到终端输出了以下内容，这说明我们的节点运行成功了。

log
[INFO] [1732953227.141660720] [cpp_node]: Hello, world!

至此已经成功创建了一个功能包和一个节点，下一步我们将学习如何创建话题（topic）