launch 文件简介
从 ROS 角度来看,机器人系统就是一堆 node 和 topic (再添加一些 parameter, service 等)构成的网络(rosgraph),其中每个 node 都可以完成一定的功能。通常一个机器人运行时要开启很多 node,如果一个 node 一个 node 的启动,比较麻烦。通过 launch文件以及 roslaunch 命令可以一次性启动多个 node,并且可以设置丰富的参数。
目前来看,官方 ros package 大部分都包含名为 launch 的文件夹,里面存放了 launch 文件。我们自己编写的 package 也应该尽量使用这种结构,方便“一键启动”。
运行 launch 文件
用 roslaunch 命令启动 launch 文件至少有两种方式:
- 借助 ros package 路径启动
格式如下:
roslaunch pkg_name launchfile_name.launch
- 直接给出 launch 文件的绝对路径
格式如下:
roslaunch path_to_launchfile
不论用上述哪种方式启动 launch 文件,都可以在后边添加参数,比较常见的参数有
-
--screen
: 令 ros node 的信息(如果有的话)输出到屏幕上,而不是保存在某个 log 文件中,这样比较方便调试 -
arg:=value
: 如果 launch 文件中有待赋值的变量,可以通过这种方式赋值,例如:
roslaunch pkg_name launchfile_name model:=urdf/myfile.urdf # launch file 中有参数 “model” 需要赋值
或
roslaunch pkg_name launchfile_name model:='$(find urdf_pkg)/urdf/myfile.urdf' # 用 find 命令提供路径
roslaunch 命令运行时首先会检测系统的rosmaster
是否运行,如果已经启动,就用现有的 rosmaster
;如果没有启动,会先启动rosmaster
,然后再执行 launch 文件中的设置,一次性把多个节点按照我们预先的配置启动起来。
需要注意的是, launch 文件不需要编译,设置好之后可以直接用上述方式运行。
launch 文件的格式
launch 文件本质上是一种 xml 文件,可以在头部添加
在某些编辑器中可以高亮显示关键字,方便阅读。
与其他 xml 格式的文件类似,launch 文件也是通过标签 (tag) 的方式书写。
主要的 tag 如下:
,
这两个 tag 是 launch 文件的核心部分。基本格式如下:
...
其中
-
pkg
是节点所在的 package 名称 -
type
是 package 中的可执行文件,如果是 python 或者 Julia 编写的,就可能是 .py 或者 .jl 文件,如果是 c++ 编写的,就是源文件编译之后的可执行文件的名字。 -
name
是节点启动之后的名字, 每一个节点都要有自己独一无二的名字。
注意: roslaunch 不能保证 node 的启动顺序,因此 launch 文件中所有的 node 都应该对启动顺序有鲁棒性。
实际上 pkg
, type
, name
之外还可以设置更多参数,如下:
上述命令中,
-
respawn
:若该节点关闭,是否自动重新启动 -
required
:若该节点关闭,是否关闭其他所有节点 -
launch-prefix
: 是否新开一个窗口执行。例如,需要通过窗口进行机器人移动控制的时候,应该为控制 node 新开一个窗口;或者当 node 有些信息输出,不希望与其他 node 信息混杂在一起的时候。 -
output
:默认情况下,launch 启动 node 的信息会存入下面的 log 文件中
可以通过此处参数设置,令信息显示在屏幕上/.ros/log/run_id/node_name-number-stdout.log
-
ns
:将 node 归入不同的 namespace,即在 node name 前边加ns
指定的前缀。为了实现这类操作,在 node 源文件中定义 node name 和 topic name 时要采用 relative name, 即不加slash符号/
.
经常作为 node tag 的子 tag 出现,可以用来修改 topic。 在很多 rosnode 源文件中,可能并没有指定接收的或者发送的 topic,而仅仅是用 input_topic
和 output_topic
代替,这样在使用中需要将抽象的 topic 名字替换成具体场景中的 topic 名字。
简单地说, remap 的作用就是方便同一个 node 文件被应用到不同的环境中,用 remap 从外部修改一下 topic 即可,不需要改变源文件。
remap 常见的使用格式如下:
这个标签的作用是将另外一个 launch 文件添加到本 launch 文件中,类似 launch 文件的嵌套。
基本格式:
上边的文件路径可以给具体路径,但是一般来说为了程序的可移植性,最好借助 find
命令给出文件路径:
上述命令中,$(find package-name)
等价于本机中相应 package 的路径。这样即使换了其他机子,只要安装了同样的 package,就可以找到对应的路径。
有时,另一个 launch 引入的 node 可能需要统一命名,或者具有类似特征的 node 名字,比如 /vehicle1/gps, /vehicle1/lidar, /vehicle1/imu,即 node 具有统一的前缀,方便查找。这可以通过设置 ns
(namespace)属性来实现,命令如下:
通过
-
: 声明一个 arg,但不赋值。稍后可以通过命令行赋值,或者通过tag 赋值。 -
: 赋默认值。这个值可以被命令行和tag 重写。 -
: 赋固定值,这个值不可以被改写.
从 command-line 赋值
roslaunch package_name file_name.launch arg1:=value1 arg2:=value2
变量替换 $(find *)
和 $(arg *)
在 launch 文件中常用的变量替换形式有两个
$(find pkg)
: 例如$(find rospy)/manifest.xml
. 如果可能,强烈推荐这种基于 package 的路径设置$(arg arg_name)
: 将此处替换成
tag 指定的 arg value.
例如:
# 先设置默认值,如果没有额外的赋值,就用这个默认值了
另一个例子:
这样设置之后,在启动 roslaunch 时,可以为 args 赋值
roslaunch beginner_tutorials launch_file.launch a:=1 b:=5
与
提到 param 首先要知道 parameter server, 它由 ROS Master 管理,提供了一个共享的字典 (dict) 类型数据。节点通过这个 server 存储、获取运行时所需的参数。
param server 设计时就不是针对高速存取的,因此一般只适合存放静态数据,例如配置参数.
由于是全局可获取, 我们可以很容易的查看其中的 param 并且修改。
param 的命名与 topic 和 node 相同,都是有 namespace hierarchy 结构的,这可以防止不同来源的名字冲突。它的存取也是体现了结构性,例如下边的 params
/camera/left/name: leftcamera
/camera/left/exposure: 1
/camera/right/name: rightcamera
/camera/right/exposure: 1.1
对于上述数据,
- 如果读取参数
/camare/left/name
可以得到leftcamera
- 如果读取 param
/camera/left
可以得到 dict 为{name: leftcamera, exposure: 1}
- 如果读取 param
/camera
,则得到 dict 为{left: {name: leftcamera, exposure: 1}, right: {name: rightcamera, exposure: 1.1}}
与 arg 不同,param 是共享的,并且它的取值不仅限于 value,还可以是文件,甚至是一行命令。
- 格式
# type可以省略,系统自动判断 # 读取 file 存成 string 实例: # command 的结果存在 param 中
param 可以是在 global scope 中,它的 name 就是原本的 name,也可以在某个更小的 scope 中,比如 node,那么它在全局的名字就是 node/param 形式.
例如在 global scope 中定义如下 param
再在 node scope 中定义如下 param
如果用 rosparam list
列出server 中的 param,则有
/publish_frequency
/node1/param1 # 自动加上了 namespace 前缀
注意:虽然 param 名字前加了 namespace,但是依然 global viewable
只能对单个 param 操作,而且只有三种:value, textfile, command 形式,返回的是单个 param 的内容。
-
load : 从 YAML 文件中加载一批 param,格式如下:
-
delete: 删除某个 param
-
类似 的赋值操作
[1,2,3,4] 或者
a: 1 b: 2
如果要对多个 node 进行同样的设置,比如都在同一个特定的 namespace,remap 相同的topic 等,可以用
# 对该 group 中后续所有 node 都有效
# 各个 node 中可以重新设置 remap
Written by SH
Revised by QP