0 专栏介绍

本专栏旨在通过对ROS2的系统学习，掌握ROS2底层基本分布式原理，并具有机器人建模和应用ROS2进行实际项目的开发和调试的工程能力。

🚀详情：《ROS2从入门到精通》

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1 ROS2的启动脚本优化

在ROS从入门到精通1-3：ROS运行管理与常用配置文件中我们介绍到ROS1的.launch文件是待启动节点的管理容器，优化了多个节点的启动流程，其本质上是一个.xml文件。

在ROS2中，launch文件依然用于启动多个ROS节点以及它们之间的通信，不同在于：

• 组织架构：在ROS1中，.launch文件使用.xml格式编写，定义了节点、参数、命名空间等信息，具有较为静态的结构；在ROS2中，launch文件使用Python编写，通过Python脚本的方式来启动节点和设置参数，因此可以编写复杂的逻辑，支持条件语句、循环等，提供了更高的扩展性和可定制性；
  组织结构：

• 启动速度：ROS1的.launch文件在启动时可能会有一定的延迟，特别是在启动大型系统时；ROS2的launch文件相对更快速，启动时间更短，这得益于ROS2架构的一些优化。

总的来说，经过ROS2的启动脚本优化，使得系统的启动和管理更加便捷和高效，也更适合复杂系统的部署和管理。

2 ROS2多节点启动案例

实验目标：一次性启动以下节点：

• turtlesim仿真器
• turtlesim生成节点

2.1 C++架构

文件结构如下所示

<pkg>
├── build
├── install
├── log
└── src
    └── pkg_name
        ├── CMakeLists.txt
        ├── launch
        ├── package.xml
        └── src

按以下步骤设置启动脚本

• 添加package依赖关系：在package.xml清单文件中，添加对依赖项的声明

  <exec_depend>ros2launch</exec_depend>
  

• 添加CMakeLists编译信息：在CMakeLists.txt文件的ament_package()之前添加

  # Install launch files.
  install(DIRECTORY
    launch
    DESTINATION share/${PROJECT_NAME}/
  )
  

  目的是把launch目录添加到运行时的share文件夹

• 在launch目录编写launch.py文件，本例为

  from launch import LaunchDescription
  from launch_ros.actions import Node
  
  def generate_launch_description():        
      return LaunchDescription([              
          Node(                                 
              package='launch_lab',         
              executable='launch_lab_client', 
          ),
          Node(
              package='turtlesim',
              executable='turtlesim_node',
              name='turtle_sim',
          ),
      ])
  

  其中最关键的Node对象用于在启动文件中定义一个节点。它的参数包括：

  • package：<str>，表示节点所在的ROS2功能包的名称；
  • executable：<str>，表示在给定包中的可执行文件的名称，在CMakeLists.txt中由install定义，在setup.py中由entry_points定义，详情请复习ROS2从入门到精通0-5：CMakeLists与setup.py编写(附常用配置文件语法)；
  • name：[str]，用于指定节点的名称。如果未指定将使用可执行文件的名称；
  • namespace：[str]，用于指定节点的命名空间。命名空间是一种组织节点的方式，可以帮助避免节点名称的冲突；
  • output：[str]，用于指定节点的输出应该如何处理。例如，可以将其设置为screen，以便将节点的输出打印到屏幕上；
  • parameters：[list]，用于指定节点的ROS2参数。每个参数都是一个字典，其中包含参数的名称和值；
  • remappings：[list]，用于指定话题的重映射。每个重映射都是一个元组，其中包含原始主题的名称和新主题的名称；
  • arguments：[list]，用于指定传递给可执行文件的命令行参数。

• 运行launch.py文件

  ros2 launch <pkg_name> <launch.py>
  

2.2 Python架构

文件结构如下所示

<pkg>
├── build
├── install
├── log
└── src
    └── launch_lab_py
        ├── launch
        ├── launch_lab_py
        ├── package.xml
        ├── resource
        ├── setup.cfg
        └── setup.py

按以下步骤设置启动脚本：

• 添加setup.py安装信息：在setup.py文件的data_files入口添加

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

  目的是把launch目录添加到运行时的share文件夹
• 在launch目录编写launch.py文件，与2.1节相同
• 运行launch.py文件

  ros2 launch <pkg_name> <launch.py>
  

3 其他格式的启动文件

ROS2也支持其他文件格式的启动方式，如下所示，对这些格式语法不熟悉的请看ROS2从入门到精通0-5：CMakeLists与setup.py编写(附常用配置文件语法)

3.1 .yaml启动

编写以下启动文件

launch:
  - node: 
      pkg: launch_lab_py
      exec: node_launch_client
      name: launch_client_py
  - node:
      pkg: turtlesim
      exec: turtlesim_node
      name: turtle_sim

运行启动脚本

ros2 launch launch_lab_py launch_lab.launch.yaml

3.2 .xml启动

编写以下启动文件

<launch>
    <node pkg="launch_lab_py" exec="node_launch_client" name="launch_client_py" />
    <node pkg="turtlesim" exec="turtlesim_node" name="turtle_sim" />
</launch>

运行启动脚本

ros2 launch launch_lab_py launch_lab.launch.xml

完整代码通过下方博主名片联系获取

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