使用Qt5为Ros项目添加GUI界面

开发ROS程序的过程中，有时需要给程序加一个Qt界面以方便操作，对于一个刚刚创建的ROS程序来说，添加qt界面需要对cmakelist.txt文件配置很多东西，许多人难就难在不会修改对应的cmakelist.txt文件上，下面是我根据网上资料整理的一份ROS+Qt5的工程创建方法，包括了从创建一个最基础的ros空间到添加界面的全过程。

系统环境：ubuntu16.04
ros版本：kinetic
编程语言：c++
qt及qtcreator版本如下图：

前提要求：

QtCreator能够编译ROS程序。即启动后能够找到ros环境变量。

步骤：

1、创建一个空的ros空间。
根据ros官网的基础教程，你可以自己指定一个目录，建立一个空文件夹，叫做catkin_qt，之后的所有操作都将在这个文件夹下，不会在别处生成多余的文件。

mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make
//这是来自ros官网的最基础操作，此时即将会拥有一个空的ros程序包，但里面还没有创建任何程序

2、创建一个普通的ros程序。
进入src目录，执行下面的命令，该命令创建一个最基本的空ros程序，

catkin_creat_pkg qt_app roscpp std_msgs 

此时并没有任何cpp文件生成，需要自己添加一个包含main函数的cpp文件
新建一个包含main函数的极其简单的cpp文件，我们这里取名为qt_app_node.cpp，放在了src目录下，还自己写了一个头文件qt_app_node.h，放在了include/qt_app目录下

//这不是最终的文件，只是一个空工程模板
#include 


int main(int argc, char *argv[])
{

    return 0
}

3、使用Qtcreator添加窗口类文件。
点击“文件”->“新建文件或项目”，按照下述选择创建窗口类文件。



跟随向导一路下来，将会在工程目录下src文件夹中多出三个文件mainwindow.cpp、mainwindow.h和mainwindow.ui，前两个文件定义了窗口类，后一个ui文件描述了窗口样式。

但此时，这些新创建的文件和原本的ros工程还没建立任何关系，只是目录下多出了几个文件而已，并不参与真正的编译，下面要修改cmakelist文件，让这些窗口类文件参与编译。

重点内容：修改cmakelist.txt文件
下面是一份完整的cmakelist文件，里面配置了与Qt相关的内容

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(qt_app)

## Compile as C++11, supported in ROS Kinetic and newer
add_compile_options(-std=c++11)

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
)

find_package(Qt5  REQUIRED COMPONENTS  Widgets  )
set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTOUIC ON)
set(CMAKE_INCLUDE_CURRENT_DIR ON)

set(SOURCES
  src/qt_app_node.cpp
  src/mainwindow.cpp
)

set(FORMS
  src/mainwindow.ui
)

catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES qt_app
#  CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs
#  DEPENDS system_lib
)


include_directories(
  include/qt_app

  ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)

add_executable(${PROJECT_NAME}_node ${SOURCES} ${FORMS} )

target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node
   ${catkin_LIBRARIES}
)

target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node  Qt5::Widgets )

对上述cmakelist文件内容稍作解释：

find_package(Qt5  REQUIRED COMPONENTS  Widgets  )

这是找到qt5中的widgets组件的关键步骤，使程序编译时能够找到qt5-widgets相关头文件和库函数。

set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTOUIC ON)

CMAKE_AUTOMOC 参数含义见这里
CMAKE_AUTOUIC 参数含义见这里

set(SOURCES
  src/qt_app_node.cpp
  src/mainwindow.cpp
)

set(FORMS
  src/mainwindow.ui
)

指明需要参与编译的cpp及ui文件，分别给它们起个变量名叫SOURCES和FORMS，后续会用到。

add_executable(${PROJECT_NAME}_node ${SOURCES} ${FORMS} )

这是生成可执行文件，此时用到了SOURCES和FORMS所指明的cpp和ui文件。

target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node  Qt5::Widgets )

在链接环节，告诉目标文件需要qt5的widgets组件作为动态链接库。

此时，窗口类文件参与了编译，但是还并没有任何窗口被创建，因为窗口类在main函数里还没有任何实体对象。
下面修改qt_app_node.cpp文件，创建一个空窗口。

#include 
#include "mainwindow.h"
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{

    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();

    return a.exec();
}

此时，编译程序，执行生成的可执行文件 qt_app__node，将会打开一个空窗口。

使用qt5创建基本窗口的过程已经完成，剩下的是自己添加ros相关代码，并具体绘制窗口控件，这与普通的ros程序和qt程序是一模一样。