【ROS-Navigation】系列(X)——navigation 元包(meta package)源码解读

一、场景

完成ROS中一个系统性的功能，可能涉及到多个功能包，比如实现了机器人导航模块，该模块下有地图、定位、路径规划...等不同的子级功能包。那么调用者安装该模块时，需要逐一的安装每一个功能包吗？

显而易见的，逐一安装功能包的效率低下，在ROS中，提供了一种方式可以将不同的功能包打包成一个功能包，当安装某个功能模块时，直接调用打包后的功能包即可，该包又称之为元功能包(metapackage)。

在一些ROS的教学资料和博客里，你可能还会看到一个Stack（功能包集）的概念，它指的是将多个功能接近、甚至相互依赖的软件包的放到一个集合中去。但Stack这个概念在Hydro之后就取消了，取而代之的就是Metapackage。尽管换了个马甲，但它的作用没变，都是把一些相近的功能模块、软件包放到一起。

二、概念

MetaPackage是Linux的一个文件管理系统的概念。是ROS中的一个虚包，里面没有实质性的内容，但是它依赖了其他的软件包，通过这种方法可以把其他包组合起来，我们可以认为它是一本书的目录索引，告诉我们这个包集合中有哪些子包，并且该去哪里下载。

例如：

• sudo apt install ros-melodic-desktop-full

命令安装ros时就使用了元功能包，该元功能包依赖于ROS中的其他一些功能包，安装该包时会一并安装依赖。

还有一些常见的MetaPackage：navigation moveit! turtlebot3

Metapacakge	描述	链接
navigation	导航相关的功能包集	https://github.com/ros-planning/navigation
moveit	运动规划相关的（主要是机械臂）功能包集	https://github.com/ros-planning/moveit
image_pipeline	图像获取、处理相关的功能包集	https://github.com/ros-perception/image_common
vision_opencv	ROS与OpenCV交互的功能包集	https://github.com/ros-perception/vision_opencv
turtlebot	Turtlebot机器人相关的功能包集	https://github.com/turtlebot/turtlebot
pr2_robot	pr2机器人驱动功能包集	https://github.com/PR2/pr2_robot

三、作用：安装与编译

• 安装

方便用户的安装，我们只需要这一个包就可以把其他相关的软件包组织到一起安装了，比如sudo apt install ros-melodic-desktop-full。

• catkin_make编译
  catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="navigation"

catkin_make无法根据metapackage编译其依赖的相应包，只会编译metapackage

• catkin build编译

catkin build navigation

catkin build可以根据metapackage编译其依赖的相应包

四、实现

首先:新建一个功能包

• 修改package.xml ,内容如下:

 被集成的功能包
 .....
 
   
 

这里需要有export和metapacakge标签，注意这种固定写法

• 修改 CMakeLists.txt，内容如下:

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(demo)
find_package(catkin REQUIRED)
catkin_metapackage()

PS：CMakeLists.txt中不可以有换行。

五、例子：navigation的metapackage写法

• 1 文件组织形式

navigation
├── CHANGELOG.rst
├── CMakeLists.txt
├── package.xml
└── README.rst

其中CHANGELOG.rst和README.rst不是必须的

• 2 CMakeLists.txt

CMakeLists.txt

• 3 package.xml
  

  package.xml

• 4 分析

可以看到package.xml中包含build tools，和构建和依赖的包。

Format1中的构建依赖项 运行依赖项 ：等价于 Format 2 中的

catkin
amcl
base_local_planner
carrot_planner
clear_costmap_recovery
costmap_2d
dwa_local_planner
fake_localization
global_planner
map_server
move_base
move_base_msgs
move_slow_and_clear
navfn
nav_core
rotate_recovery
voxel_grid

最后设置该包为metapackage

总结

metapacakge中的以上两个文件和普通pacakge不同点是：

• CMakeLists.txt：加入了catkin_metapackage()宏，指定本软件包为一个metapacakge。

• package.xml：标签将所有软件包列为依赖项，标签中添加metapackage标签声明。