ROS系统（一）

ROS文件系统介绍

Package：软件包，ROS应用程序代码的组织单元。每个软件包都可包含程序库、可执行文件、脚本或其他手动创建文件。

Manifest（package.xml）:清单，对“软件包”信息做描述，定义软件包相关元信息之间的依赖关系（版本、维护者、许可协议等）。

文件系统工具

rospack

获取软件包的相关信息
用法：rospack find [包名称]

roscd

是rosbash命令集的一部分，允许直接切换（cd）工作目录到某个软件包或软件集当中。
用法：roscd find [本地名称[/子目录]]
可用pwd输出当前工作目录。
roscd只能切换到在 ROS_PACKAGE_PATH 环境下的软件包路径。
用echo $ROS_PACKAGE_PATH查看 ROS_PACKAGE_PATH 包含的路径，每条路径用冒号：分隔。
roscd log可切换到ROS保存日记文件的目录下。（若没执行过ROS程序，会报错）

rosls

是rosbash命令集的一部分，允许直接按软件包名称，而不是绝对路径执行ls命令。用法：rosls [本地包名称[/子目录]]

TAB自动补全

当软件包过长时，用 TAB键自动补全。
想查看所有已安装列表时，用roscd 和 两次TAB键可以实现。

创建ROS工作空间

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

第一次运行时，会在src中创建 CMakeLists.txt 的链接
若使用python 3时，第一次创建用

catkin_make  -DPYTHON_EXECUTABLE=/usr/bin/python3

新生成setup.bash文件

source devel/setup.bash

需确保ROS_PACKAGE_PATH环境变量包含你的工作空间目录，查看方式为：

echo $ROS_PACKAGE_PATH

创建ROS程序包

catkin程序包的组成

(1)必须包含catkin compliant package.xml文件。
(age.xml文件提供有关程序包的元信息)
(2)必须包含一个catkin 版本的CMakeLists.txt文件，而Catkin metapackages中必须包含一个对CMakeList.txt文件的引用。
(3)每个目录下只能有一个程序包
程序包格式为：

my_package/
     CMakeLists.txt
     package.xml

创建catkin程序包

1.cd ~/catkin_ws/src进到catkin工作空间中src目录下
2. catkin_create_pkg 创建新的程序包名 这个程序包依赖包例：std_msgs rospy roscpp
这将会创建一个名为新程序包名的文件夹，这个文件夹里面包含一个package.xml文件和一个CMakeLists.txt文件。这两个文件都自动包含了部分执行catkin_create_pkg命令时提供的信息。

程序包依赖关系

1. 一级依赖：
   程序函数依赖包可以用rospack depends1 程序包名来查看。
   将依赖包保存在package.xml文件中。

 roscd beginner_tutorials
 cat package.xml

2. 间接依赖
   例： rospack depends1 rospy
   用rospack可递归检测出所有依赖包 rospack depends 程序包名

自定义package.xml

1. 描述标签：

<description>The beginner_tutorials package</description>

2. 维护者标签
   可以让其他人联系程序包的相关人员。至少需要填写一个维护者名称，还应在标签Email属性中填写邮箱地址

 <maintainer email="[email protected]">user</maintainer>

3. 许可标签
   一些常见的开源许可协议有BSD、MIT、Boost Software License、GPLv2、GPLv3、LGPLv2.1和LGPLv3。
   例：

 <license>BSD</license>

4. 依赖项标签
   这些依赖项分为build_depend、buildtool_depend、run_depend、test_depend。
   除了catkin中默认提供的buildtool_depend，所有我们列出的依赖包都已经被添加到build_depend标签中。

  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <build_depend>roscpp</build_depend>
  <build_depend>rospy</build_depend>
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
 

因为在编译和运行时我们需要用到所有指定的依赖包，因此还需要将每一个依赖包分别添加到run_depend标签中。

编译ROS程序包

1. 先source环境配置（setup）文件

 source /opt/ros/groovy/setup.bash

cd ~/catkin_ws
catkin_make 

切换到catkin workspace 并查看src文件夹，可以看到一个名为beginner_tutorials的文件夹。

cd ~/catkin_ws/
ls src

使用catkin_make编译

理解ROS节点

先决条件

1. 先用rosversion -d 查本地ros版本
2. sudo apt-get install ros-本机安装ros版本-ros-tutorials安装一个轻量级的模拟器

图的概念描述

1. Nodes节点：一个节点为一个可执行文件，可以通过ROS与其它节点进行通信。或接收信息。也可以提供或使用某种服务
   是一个能执行特定工作的工作单元，并能相互通信，从而实现机器人整体功能。
2. messages信息：一种ROS数据类型，用于订阅或发布一个话题
3. Topics话题：节点可以发布消息到话题，也可以订阅话题以接收消息。
4. Master字节管理器：ROS名称服务 ，可以帮助节点找到彼此。
5. rosout: ROS中相当于stdout/stderr。是一个用于收集和记录节点调的节点。
6. roscore：主机+ rosout + 参数服务器
   是运行ROS程序之前的命令。
   如果 roscore 运行后无法正常初始化，很有可能是存在网络配置问题，修改该文件夹的用户归属关系：

 sudo chown -R <your_username> ~/.ros

客户端

ROS客户端库允许使用不同编程语言编写的节点之间互相通信:

• rosnode

rosnode list: 查看当前运行节点的名称
rosnode info/指定节点 返回特定节点信息

• rosrun
  允许使用包名直接运行一个包内节点

rosrun [package_name] [node_name]

例：重新打开一个终端

rosrun turtlesim turtlesim_node

可以看到 turtlesim 窗口。
ROS可以通过命令行重新配置名称。
关闭 turtlesim 窗口停止运行节点 (或者回到rosrun turtlesim终端并使用ctrl-C)，重新运行并改变节点名：

rosrun turtlesim turtlesim_node __name:=my_turtle

若仍有/turtlesim，则用rosnode cleanup 删除

可以使用ping来测试rosnode ping my_turtle

理解ROS话题

1. 确保roscore运行
2. 在新的终端中运行rosrun turtlesim turtlesim_node
3. 再开一个新的终端：运行rosrun turtlesim turtle_teleop_key，可以通过键盘来控制turtle的运动。

ROS Topics

urtlesim_node节点和turtle_teleop_key节点之间是通过一个ROS话题来互相通信的。turtle_teleop_key在一个话题上发布按键输入消息，而turtlesim则订阅该话题以接收该消息。

1. 在新的终端中运行rosrun rqt_graph rqt_gra看节点通信图
   2.rostopic 获取有关ROS话题信息
   用rostopic -h查看rostopic子命令
   rostopic echo [topic]显示在某个话题上发布的数据。
   当你按下向上方向键时应该会看到linear信息。
   需要刷新一下ROS graph（rosrun rqt_graph rqt_gra）。可以看到rostopic echo(红色显示部分）也订阅了turtle1/command_velocity话题。
   打开新终端：
   rostopic list能够列出所有当前订阅和发布的话题。
   rostopic list -h可以查看一下list子命令需要的参数
   rostopic list -v会显示出有关所发布和订阅的话题及其类型的详细信息