ROS学习笔记6：launch文件

前言

本人ROS小白，利用寒假时间学习ROS，在此以笔记的方式记录自己每天的学习过程。争取写满20篇(6/20)。
环境：Ubuntu20.04、ROS1：noetic
环境配置：严格按照下方学习链接的教程配置，基本一次成功。
学习链接：【Autolabor初级教程】ROS机器人入门
对应链接文档：ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》
笔记绝大部分代码使用Python语言编写。
本期关键词：launch文件标签

launch

1. launch标签是所有launch文件的根标签
2. 属性：deprecated="弃用声明"，表示该版本的launch文件已被弃用。（但仍可使用，会有Warning提示）
3. 如下：

4. 指令执行时会输出：

WARNING: [/home/用户名/XXX_ws/src/helloworld/launch/start_turtle.launch] DEPRECATED: discard

node

1. 属性
   • pkg=“包名”
   • type=“nodeType”，可执行文件
   • name=“节点名称”
   • args=“xxx xxx xxx” (可选)，将参数传递给节点
   • respawn=“true | false”（可选），如果节点退出，是否自动重启
   • respawn_delay=" N" (可选)，如果 respawn 为 true, 那么延迟 N 秒后启动节点
   • required=“true | false” (可选)，如果为true节点退出时将杀死整个roslaunch
   • ns=“xxx” (可选)，在指定命名空间中启动节点，可以避免名称冲突
   • output=“log | screen” (可选)，log为日志文件，设置为log则终端无输出
2. node标签的属性比较多，pkg、type、name、output我们应该都很熟悉了，下面介绍几个之前没提到的但是也很常用的。
3. 需要注意：roslaunch指令不能保证顺序执行节点。也就是说launch文件里节点的启动时序是不确定的，以乌龟运动控制为例，roslaunch指令可能是先启动gui节点，也有可能先启动key节点。
4. respawn。代码如下：

<launch>

    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="gui" respawn="true"/>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" />

launch>

令界面显示节点的respawn="true"，当运行该launch文件时，我们将乌龟显示界面关闭之后，会自动重新打开（节点退出后自动重启）。
4. required。代码如下：

<launch>

    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="gui" required="true"/>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" />

launch>

运行该launch文件，我们将乌龟显示界面关闭之后会发现进程也随之关闭。
5. ns="名称"。会给节点名称添加前缀（私有命名空间），在一定程度上可以避免重名问题。代码如下：

运行launch文件后，执行rosnode list命令，结果如下：

/hello111/gui
/hello222/key

include

1. include标签用于将另一个xml格式的launch文件导入到当前文件。
2. 代码如下：

<launch>

    <include file="$(find helloworld)/launch/start_turtle.launch" ns="test"/>

launch>

3. 属性：
   • file=“$(find 包名)/xxx/xxx.launch”
   • ns=“xxx” (可选)
4. ns属性最好加上，确保节点的唯一性。以乌龟运动控制为例，如果这里不加上ns属性，我们运行该launch文件的同时，运行被导入的launch文件，这时先运行的节点就会被强制退出。

remap

1. 很常用的一个标签，用于话题重命名。
2. 先看示例代码：

<launch>

    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="gui" >
        <remap from="/turtle1/cmd_vel" to="/cmd_vel"/>
    node>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" />
    
launch>

3. remap标签的作用是将原来的/turtle1/cmd_vel话题重命名为目标话题/cmd_vel
4. 这里将话题重命名的目的，是更换乌龟的运动控制方式，原先我们使用的是turtle_teleop_key节点来控制乌龟运动，但是在使用的过程中我们可以感受到，这个节点的控制操作局限性很大，控制起来也不方便。
5. 在这里我们选择ROS包中自带的teleop_twist_keyboard节点来控制乌龟运动，而这个节点发布的话题名称为“cmd_vel”，原来乌龟运动控制节点发布的话题名称为“/turtle1/cmd_vel”
6. 运行该launch文件后，运行以下指令即可控制乌龟运动。

rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py 
# 注意：第一次输入这个指令，按tab键是不会自动补全的
# 如果显示没安装，就运行下面这条指令
sudo apt-get install ros-noetic-teleop-twist-keyboard

param

1. param标签主要用于在参数服务器上设置参数。
2. 示例代码如下所示：

<launch>

    <param name="P_A" type="int" value="123" />
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="gui" >
        <param name="P_B" type="double" value="1.23" />
    node>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" />

launch>

3. param标签有两种格式，一种是位于launch下，node外，另一种是在node内。两者的主要区别是，在node内的param标签设置的参数，会带上前缀（节点名作为前缀）。
4. type参数可选的类型有：str、int、double、bool、yaml。如果未指定参数类型，roslaunch会尝试确定参数类型：带有.的数字解析为浮点数(double)，否则为整数(int)，其他的解析为字符串(str)。

rosparam

1. rosparam标签可以从YAML文件导入参数或导出参数，也可删除参数。
2. 和param标签类似，rosparam标签也有两种格式。一种是位于launch下，node外，另一种是在node内。
3. 示例代码如下：我们会发现，下面这个launch文件的保存在yaml文件下的参数和我们rosparam list查看到的并不一样，原因见要点4。

<launch>

    <rosparam command="dump" file="$(find helloworld)/launch/params.yaml" />
    <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="gui" >
        <param name="P_B" type="double" value="1.23" />
    node>
    <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" />

launch>

4. rosparam具有执行优先权，只有他执行完了其他才能执行；所以有时候rosparam的dump指令结果会不符合预期。
5. 解决方法就是rosparam标签单独在一个launch文件下创建，先执行其他launch文件，最后执行含有rosparam标签的launch文件。
6. 示例代码如下：

<launch>
    <rosparam command="dump" file="$(find helloworld)/launch/params.yaml" />
    <rosparam command="delete" param="P_A"/>
launch>

group

1. group标签具有ns属性，可以让节点归属某个命名空间。
2. 示例代码如下：

<launch>
    <group ns="first">
        <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="gui" />
        <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" />
    group>

    <group ns="second">
        <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="gui" />
        <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="key" />
    group>
launch>

arg

1. arg标签用于动态传参。
2. 属性：
   • name=“参数名称”
   • default=“默认值” (可选)
   • value=“数值” （可选，如果value没有设置，则值为default）
3. 代码示例如下：

<launch>

    <arg name="test_Arg" default="0.123" />

    <param name="test_A" value="$(arg test_Arg)" />
    <param name="test_B" value="$(arg test_Arg)" />

launch>

4. 上述文件代码中，test_A和test_B共用test_Arg的值，只需要改变test_Arg的值，另外两个值也会跟着改变
5. 在终端执行指令时，也可通过以下指令修改test_Arg参数的值：

roslaunch helloworld arg_test.launch test_Arg:=666

往期内容

1. ROS学习笔记1：基础知识
2. ROS学习笔记2：话题通信
3. ROS学习笔记3：服务通信与参数服务器
4. ROS常用命令记录
5. ROS学习笔记4：通信机制实操
6. ROS学习笔记5：常用API和模块导入