cmake 保留中间文件_Ros学习实践|Ros架构和文件包

ROS的架构经过设计并划分成了三部分，每一部分都代表一个层级 的概念：

• 文件系统级（Filesystem level）
• 计算图级（Computation Graph level）
• 社区级（Community level）

第一级是文件系统级。在这一级，我们会使用一组概念来解释ROS 的内部构成、文件夹结构，以及工作所需的核心文件。

第二级是计算图级，体现的是进程和系统之间的通信。在相关小节中，我们将学习ROS的各个概念和功能，包括建立系统、处理各类进程、与多台计算机通信等。

第三级是社区级，我们将解释一系列的工具和概念，其中包括在开发人员之间如何共享知识、算法和代码。这个层级非常重要，和大部分开源软件工程一样，有一个强大的社区支持，不仅提高了初学者理解复杂软件的能力，还解决了最常见的问题，正是由于开源社区的大力支持，ROS才得以快速成长。

I 理解ROS文件系统级

如果你刚接触ROS，无论是准备使用ROS还是准备开发ROS项目，你都会觉得ROS中的各种概念非常奇怪。而一旦你驾轻就熟，那么这些概念就会变得熟悉同时认识到管理工程及其依赖的价值。ROS文件系统的主要目标是将项目构建的过程集中化，同时提供足够的灵活性和工具来分散之间的依赖性。

与其他操作系统类似，一个ROS程序的不同组件要放在不同的文件夹下。这些文件夹是根据功能的不同来对文件进行组织的。

• 功能包（Package）：功能包构成ROS中的原子级。一个功能包具有用于创建ROS程序的最小结构和最少内容。它可以包含ROS运行时进程（节点）、配置文件等。
• 功能包清单（Package Manifest）：功能包清单提供关于功能包、许可证、依赖关系、编译标志等的信息。包清单由一个名为package.xml的文件管理。·元功能包（Metapackage）：如果你希望将几个具有某些功能的包组织在一起，那么你将会使用一个元功能包。在ROS Fuerte中，这种包的组织形式称为功能包集（Stack）。为了保持ROS简洁，功能包集被移除，现在使用元功能包实现这个功能。在ROS中，存在大量不同用途的元功能包，例如导航功能包集。
• 元功能包清单（Metapackage manifest）：元功能包清单（package.xml）类似普通功能包但有一个XML格式的导出标记。它在结构上也有一定的限制。
• 消息类型（Message（msg）type）：消息是一个进程发送到其他进程的信息。ROS有很多标准类型的消息。消息类型的说明存储在my_package/msg/MyMessageType.msg中。
• 服务类型（Service（srv）type）：服务描述说明存储my_package/srv/MyServiceType.srv中，为ROS中由每个进程提供的服务定义请求和响应数据结构。

在下面的截图中，可以看到turtlesim功能包的内容。你看到的是一列文件和文件夹，包含代码、图片、启动文件、服务和消息。需要注意的是，截图显示了这些文件的一个简短列表，真正的功能包会包含更多内容。

Ⅱ 工作空间

概言之，工作空间就是一个文件夹，其中包含功能包，功能包又包含源文件和环境或工作空间，从而提供编译这些功能包的一种方式。当你想同时编译不同的功能包时它非常有用，并且是集中化所有开发的一种好方式。

下图所示的是一个典型的工作空间。每个文件夹都是一个具有不同功能的空间

• 源文件空间（Source space）：在源空间（src文件夹）中，放置了功能包、项目、复制的包等。在这个空间中，最重要的一个文件是CMakeLists.txt。当在工作空间中配置包时，src文件夹中有CMakeLists.txt因为cmake调用它。这个文件是通过catkin_init_workspace命令创建的。
• 编译空间（build space）：在build文件夹里，cmake和catkin为功能包和项目保存缓存信息、配置和其他中间文件。
• 开发空间（Development（devel）space）：devel文件夹用来保存编译后的程序，这些是无须安装就能用来测试的程序。一旦项目通过测试，就可以安装或导出功能包从而与其他开发人员分享。

用catkin编译包有两个选项。第一个是使用标准CMake工作流程。通过此方式，可以一次编译一个包，见以下命令：

如果想编译所有的包，可以使用catkin_make命令行，见以下命令：

在ROS配置的编译空间目录中，这两个命令编译出可执行文件。ROS的另一个有趣的特性是它的覆盖（overlay）。当你正在使用ROS功能包（例如Turtlesim）时，可以使用安装版本，也可以下载源文件并编译它来使用你修改后的版本。

ROS允许使用你自己版本的功能包去替代安装版本。如果你正在升级已安装的功能包，这是非常有用的。或许此时你并不理解它的作用，但无须担心，在后续我们将使用这个功能来创建自己的插件。

Ⅲ 功能包

包指的是一种特定结构的文件和文件夹组合。这种结构如下所示。

• include/package_name/：此目录包含了需要的库的头文件。
• msg/：如果开发需要非标准的消息，请把文件放在这里。
• scripts/：其中包括Bash、Python或任何其他脚本语言的可执行脚本。
• src/：这是存储程序源文件的地方。你可能会为节点创建一个文件夹或按照希望的方式组织它。
• srv/：这表示服务（srv）类型。
• CMakeLists.txt：这是CMake的生成文件。
• package.xml：这是功能包清单文件。

为了创建、修改或使用功能包，ROS给我们提供了一些工具。

• rospack：使用此命令来获取信息或在系统中查找包。
• catkin_create_pkg：使用此命令创建一个新的功能包。
• catkin_make：使用此命令来编译工作空间。
• rosdep：使用此命令安装功能包的系统依赖项。
• rqt_dep：此命令用来查看包的依赖关系图。如果你想看包的依赖关系图，你会在rqt发现一个称为包图（package graph）的插件。选择一个包并查看依赖关系。

要在文件夹和功能包之间移动文件，ROS提供了非常有用的rosbash功能包，其中包含了一些非常类似于Linux命令的命令。下面是一些示例。

• roscd：此命令用于更改目录，类似于Linux中的cd命令。
• rosed：此命令用来编辑文件。
• roscp：此命令用于从功能包复制文件。
• rosd：此命令列出功能包的目录。
• rosls：此命令列出功能包下的文件，类似于Linux中的ls命令。

文件package.xml必须在每个功能包中，它用来说明此包相关的各类信息。如果你发现在某个文件夹内包含此文件，那么这个文件夹很可能是一个包或元功能包。

打开一个package.xml文件，可以看到包的名称、依赖关系等信息。功能包清单的作用就是为了方便安装和分发这些功能包。 在package.xml文件中使用的两个典型标和。 标记会显示当前功能包安装之前必须先安装哪些功能包。这是因为新的功能包会使用其他包的一些功能。 标记显示运行功能包中代码所需要的包。

Ⅳ 元功能包

如前所述，元功能包（或简称元包）是一些只有一个文件的特殊包，这个文件就是package.xml。它不包含其他文件，如代码等。

元功能包用于指代其他按照类似功能特性分组的包，例如导航功能包集、ros_tutorials等。

使用迁移的特定规则，可以将ROS Fuerte中的功能包和功能包集转 换为Kinetic和catkin。具体参考http://wiki.ros.org/catkin/migrating_from_rosbuild。

在下图中，可以看到在ros_tutorials元功能包中package.xml的内容。

可以看到标记和标记。这些是功能包清单中必不可少的，在下图中也可以看到这些标记。