【ROS2】Iron的学习笔记

1. ROS2优点

语言独立性

ROS2支持多种语言，包括Python和C++。ROS2的设计目标之一就是提供语言独立性，这意味着ROS2框架可以很容易地在任何现代编程语言中实现。除了Python和C++之外，ROS2还支持Lisp、Java、Lua等语言。可以根据需求，选择合适的语言来开发ROS2应用程序。

2. 发行版测试

2.1 ROS2 Iron Official Installation：ros2/examples无法正常编译

部分输出信息如下：

...
---
Finished <<< examples_rclpy_minimal_service [10.4s]
Finished <<< examples_rclcpp_minimal_service [20.2s]
Finished <<< examples_rclcpp_minimal_client [20.7s]
Finished <<< examples_rclcpp_async_client [21.2s]
Finished <<< examples_rclcpp_multithreaded_executor [20.3s]
--- stderr: examples_rclpy_pointcloud_publisher
C:\Python38\lib\site-packages\setuptools\command\easy_install.py:156: EasyInstallDeprecationWarning: easy_install command is deprecated. Use build and pip and other standards-based tools.
  warnings.warn(
C:\Python38\lib\site-packages\setuptools\command\install.py:34: SetuptoolsDeprecationWarning: setup.py install is deprecated. Use build and pip and other standards-based tools.
  warnings.warn(
---
Finished <<< examples_rclpy_pointcloud_publisher [5.86s]
--- stderr: launch_testing_examples
C:\Python38\lib\site-packages\setuptools\command\easy_install.py:156: EasyInstallDeprecationWarning: easy_install command is deprecated. Use build and pip and other standards-based tools.
  warnings.warn(
C:\Python38\lib\site-packages\setuptools\command\install.py:34: SetuptoolsDeprecationWarning: setup.py install is deprecated. Use build and pip and other standards-based tools.
  warnings.warn(
---
Finished <<< launch_testing_examples [5.11s]
Finished <<< examples_rclcpp_minimal_timer [25.4s]
Finished <<< examples_rclcpp_minimal_action_server [27.4s]
Finished <<< examples_rclcpp_cbg_executor [36.9s]
Finished <<< examples_rclcpp_minimal_composition [37.6s]
Finished <<< examples_rclcpp_minimal_action_client [39.6s]
Finished <<< examples_rclcpp_minimal_publisher [47.0s]
--- stderr: examples_rclcpp_minimal_subscriber
CMake Error at ament_cmake_symlink_install/ament_cmake_symlink_install.cmake:267 (message):
  ament_cmake_symlink_install_targets() can't find
  'D:/dev/ros2_ws/build/examples_rclcpp_minimal_subscriber/Release/wait_set_subscriber_library.lib'
Call Stack (most recent call first):
  ament_cmake_symlink_install_targets_3_Release.cmake:1 (ament_cmake_symlink_install_targets)
  ament_cmake_symlink_install/ament_cmake_symlink_install.cmake:323 (include)
  cmake_install.cmake:36 (include)


---
Failed   <<< examples_rclcpp_minimal_subscriber [1min 16s, exited with code 1]
Aborted  <<< examples_rclcpp_wait_set [1min 23s]

Summary: 20 packages finished [1min 25s]
  1 package failed: examples_rclcpp_minimal_subscriber
  1 package aborted: examples_rclcpp_wait_set
  11 packages had stderr output: examples_rclcpp_minimal_subscriber examples_rclpy_executors examples_rclpy_guard_conditions examples_rclpy_minimal_action_client examples_rclpy_minimal_action_server examples_rclpy_minimal_client examples_rclpy_minimal_publisher examples_rclpy_minimal_service examples_rclpy_minimal_subscriber examples_rclpy_pointcloud_publisher launch_testing_examples
WNDPROC return value cannot be converted to LRESULT
TypeError: WPARAM is simple, so must be an int object (got NoneType)

D:\dev\ros2_ws>

尽管存在错误，但是仍然要比RoboStack要好一些，因为RoboStack目前不支持Iron；

2.2 Ros2_windows_install: 在Win11上无法正常使用

使用 ros2_windows_install 安装ROS2，无法自动安装ROS2-Iro所需的python3.8，无法正确地安装ROS2及其所需的环境，相关问题请参见#ros2_windows_install/issues/1。

3. 安装ROS2环境

3.1 环境要求：需使用Win10

Note
之前我们使用的是RoboStack提供的ros-humble，不过在进行教程的时候，我们遇到了一些问题（“无法使用colon正确编译”），而ros-humble开发者一直没有进行回复，所以我们决定转向官方提供的ROS2版本。

• python = 3.8.3

3.2 测试

3.2.1 测试turtlesim程序

测试是否安装了turtlesim包

ros2 pkg executables turtlesim

3.3 卸载ROS2-iron [doc]

4. 从源码安装 ros2-package

（1）Cloning代码

git clone https://github.com/ros/package_name.git -b ros2

5. 常见技术

5.1 Fast DDS Discovery Server：用于减少 discovery-related network traffic

6. Tutorials学习笔记

7. 基本概念

6.1 Build

【Build system】ament：针对于ROS2的构建流程规范

5.2 Launch

Top-level launch file：一般就是 ros2 launch 命令后面指定的文件

6. 常见术语

frame：坐标系

7. 基本工作流

7.1 Sourcing setup

call C:\dev\ros2_iron\local_setup.bat

mamba activate ros_env

此命令包含了【Sourcing ROS2】的操作，它是一种在终端运行的命令，用于设置ROS2的环境变量，这些变量使得ROS2能够找到和使用其包和功能。

5.2 Installing project

Windows

call install/setup.bat

对应于Linux系统中的命令

source install/setup.bash

8. 目录结构说明

工作空间

• src/：源代码目录；其中包含所有的ROS2包（Packages）。每个包通常都有自己的目录结构，包括源代码、头文件、配置文件、启动文件（launch files）等。
• build/ 目录：编译过程的输出目录；当你运行colcon build命令时，所有编译生成的文件（例如库文件）都会存放在这里。
• install/ 目录：所有安装（Install）的文件目录；通常包括可执行文件、库文件、配置文件、启动文件等。
• log/ 目录：编译和运行过程中生成的日志文件目录；这些日志文件对于调试问题非常有用。

包（package）

ros_package_name/  # ROS包的根目录
├── ros_package_name/   # 同名源代码目录（Python）
├── src/           		# 源代码文件（C++等）
├── include/       		# C++头文件
├── msg/           		# 自定义消息类型定义文件
├── srv/           		# 自定义服务类型定义文件
├── action/        		# 自定义动作类型定义文件（仅在ROS 2和ROS 1的某些版本中）
├── launch/        		# 启动（launch）文件，用于启动节点和设置参数
├── config/        		# 配置文件，通常用于ROS参数和动态重配置
├── CMakeLists.txt 		# CMake构建脚本
└── package.xml    		# 包描述文件，包含依赖和元信息

9. 常见工具

3.1 Rqt（ROS Qt）：ROS的图形化管理器

Rqt包含了多种插件，可以用来查看和交互ROS系统的各个部分；

7. 基础概念

4.1 执行单元

1.1.1 Executable——执行程序

executable表示针对某个目标的程序执行流程，一个executable可以启动多个node；

1.1.2 Node——“进程”

node其实就是进程的意思；
ROS2允许同时启动两个相同的node，（我试过可以启动两个turtlesim_node），

然后列出当前运行的node，可以看到两个turtlesim同时存在：

/teleop_turtle
/turtlesim
/turtlesim

1.1.3 Action：“对应一个Client和一个Server”

Note
可以使用ros2 action info action_name来查看action对应的Client和Server的名称。

1.2 信息通信

1.2.1 Topic——“一对多”

1.2.2 Service——“一对一”

1.2.3 Msg——“结构体”的定义

• 有点像C语言中的struct
• msg使用的是YAML语法

8. 教程学习

请参阅《ROS 2 Documentation - Tutorials》的学习笔记

9. 编译错误调试步骤

I. 查看错误输出

colcon build 命令会在终端中输出错误和警告信息。

II. 检查日志文件

分析

有时终端窗口可能没有显示具体的错误信息，例如：

这里就需要去查看colcon build在log目录下生成的日志文件；

Note：
当包编译失败时，会在当前工作空间的log目录下生成与该包名称同名的文件夹，其中包含编译过程中错误的详细日志信息。

调试

查看每一个日志文件并分析；

10. Troubleshooting

（1）在终端执行命令后，终端好像“卡住了”，提示符一直在闪烁但没有任何输出

原因1：命令内部的操作需要管理员权限，从而无法执行

可以尝试【以管理员身份】运行终端，再次尝试执行命令；

11. 备注

11.1 Parameter Server可以使用命令动态的配置参数

可以看看下面的代码图示：