機器人操作系統(tǒng)ROS原理及應用 課件 09 ROS文件系統(tǒng)與包管理工具

ROS文件系統(tǒng)與包管理

一、ROS文件系統(tǒng)

二、ROS包管理

三、操作示例2024/11/292ROS文件系統(tǒng)一、ROS文件系統(tǒng)ROS的工程結構，也就是ROS的文件系統(tǒng)結構，是ROS軟件開發(fā)項目的組織形式2024/11/294ROS文件系統(tǒng)也叫catkin工作空間Catkin工作空間是創(chuàng)建、修改、編譯catkin軟件包的目錄。catkin的工作空間，里面存放著ROS的各種項目工程，便于系統(tǒng)組織管理調用。在可視化圖形界面里是一個文件夾。build和devel目錄由catkin系統(tǒng)自動生成、管理，我們日常的開發(fā)一般不會去涉及2024/11/295ROS工作區(qū)/工作區(qū)開發(fā)中主要用到的是src文件夾我們編寫的ROS程序、網上下載的ROS源代碼包都存放在這里。在編譯時，catkin編譯系統(tǒng)會遞歸的查找和編譯src/下的每一個源代碼包因此也可以把幾個源代碼包放到同一個文件夾下2024/11/296ROS工作空間/工作區(qū)mkdir-p~/mycatkin_ws/srccd~/mycatkin_wscatkin_makesource~/mycatkin_ws/devel/setup.bash

第一行代碼直接創(chuàng)建了第二層級的文件夾src，這也是存放ROS軟件包的地方。第二行代碼進入工作空間第三行代碼執(zhí)行catkin_make初始化（編譯軟件包）catkin_make必須在工作空間目錄執(zhí)行，在其他路徑下編譯不會成功

第四行代碼刷新環(huán)境，使得系統(tǒng)能夠找到剛才編譯生成的ROS可執(zhí)行文件一般緊跟著要source刷新環(huán)境，這個細節(jié)比較容易遺漏，致使后面出現(xiàn)可執(zhí)行文件無法打開等錯誤

2024/11/297創(chuàng)建并初始化ROS工作空間一個軟件包（package)下常見的文件、路徑有：

├──CMakeLists.txt #package的編譯規(guī)則(必須)

├──package.xml #package的描述信息(必須)

├──src/ #源代碼文件

├──include/ #C++頭文件

├──scripts/ #可執(zhí)行腳本

├──msg/ #自定義消息

├──srv/ #自定義服務

├──models/ #3D模型文件

├──urdf/ #urdf文件

├──launch/ #launch文件2024/11/298軟件包（package）結構一個軟件包（package)下常見的文件、路徑有：

├──CMakeLists.txt #軟件包的編譯規(guī)則(必須)

├──package.xml #軟件包的描述信息(必須)最簡單的包只有這兩個文件

2024/11/299軟件包（package）結構CMakeLists.txt文件規(guī)定了這個軟件包（package）要依賴哪些軟件包（package），要編譯生成哪些目標，如何編譯等等流程。

CMakeLists.txt非常重要?。?！它指定了由源碼到目標文件的規(guī)則，catkin編譯系統(tǒng)在工作時首先會找到每個軟件包（package）下的CMakeLists.txt，然后按照規(guī)則來編譯構建。必須掌握CMakeLists.txt基本修改方法?。?！通常的做法是在系統(tǒng)生成的模板文件上修改2024/11/2910CMakeLists.txt文件cmake_minimum_required() #CMake的版本號

project() #項目名稱

find_package() #找到編譯需要的其他package

catkin_python_setup() #打開catkin的PythonModule的支持

add_message_files() #添加自定義Message文件

add_service_files()

#添加自定義Service文件

add_action_files() #添加自定義Action文件

generate_message() #生成不同語言版本的msg/srv/action接口

catkin_package() #生成當前package的cmake配置，供依賴本包的其他

軟件包調用

add_library() #生成庫

add_executable() #生成可執(zhí)行二進制文件

add_dependencies()

#定義目標文件依賴于其他目標文件，確保其他目

標已被構建

target_link_libraries() #鏈接

catkin_add_gtest() #生成測試

install()

#安裝至本機

2024/11/2911CMakeLists.txt寫法package.xml也是一個catkin的package必備文件，它是這個軟件包的描述文件。2024/11/2912package.xmlpacakge.xml包含了package的名稱、版本號、內容描述、維護人員、軟件許可、編譯構建工具、編譯依賴、運行依賴等信息。

實際上rospackfind、rosdep等命令之所以能快速定位和分析出package的依賴項信息，就是直接讀取了每一個pacakge中的package.xml文件。它為用戶提供了快速了解一個pacakge的渠道。

2024/11/2913package.xml的作用二、ROS包管理命令rospack獲取軟件包的有關信息。在本教程中，我們只涉及到rospack中find參數(shù)選項，該選項可以turtlesim用法：#rospackfind[包名稱]示例：$rospackfindroscpp返回軟件包的路徑信息2024/11/2915使用rospackroscd進入ros軟件包目錄用法：#roscd

cd[包名稱]示例：$roscdroscpp進入軟件包的路徑2024/11/2916使用roscdrosls列出軟件包的文件信息用法：#rosls[包名稱]示例：$rosls

turtlesim返回軟件包的路徑信息2024/11/2917使用rosls三、操作示例2024/11/2919示例一創(chuàng)建ROS工作空間如果catkin_ws目錄已經存在，先刪除mkdir-p~/mycatkin_ws/srccd~/mycatkin_wscatkin_makesource~/mycatkin_ws/devel/setup.bashecho“source~/mycatkin_ws/devel/setup.bash”>>~/.bashrc2024/11/2920示例二導入ros軟件包1、創(chuàng)建工作空間2、下載軟件包（http://www.yzyfine.top/download/turtlesim.zip）3、放入工作空間的src目錄并解壓4、在工作空間運行catkin_make命令編譯工作空間下的軟件包5、刷新環(huán)境變量source~/mycatkin_ws/devel/setup.bash6、運行()roscorerosrunturtlesimturtlesim_noderosrunturtlesimdraw_square2024/11/2921示例三VScode編寫python測試程序1、進入前面已經創(chuàng)建的工作空間mycatkin_wscd~/mycatkin_ws2、啟動vscodecode.3.編寫測試程序操作演示（1）創(chuàng)建包指定包名test，指定依賴roscpprospystd_msgs（2）創(chuàng)建scripts文件夾（存放python文件）2024/11/2922示例三VScode編寫python測試程序3.編寫測試程序操作演示（3）創(chuàng)建python文件#!/usr/bin/envpythonimportrospyif__name__=="__main__":rospy.init_node("mynode")rospy.loginfo("helloworld")2024/11/2923示例三VScode編寫python測試程序3.編寫測試程序操作演示（4）設置python文件權限，設置CMakelists.txt2024/11/29