ROS中的Node和Package

合集 - ROS(2)

1.ROS中的Node和Package2024-12-06

2.ROS中的VSCode和Terminator的使用2024-12-06

收起

Node节点和Package包

在 ROS中，Node（节点）是一个运行中的进程，它是 ROS 应用程序的基本组成单位。每个节点都执行特定的任务，例如控制机器人的一个部件、处理数据或与其他节点通信。节点之间通过 ROS 的通信系统交换信息，这包括话题（Topics）、服务（Services）和动作（Actions）。

在 ROS中，Package（包）是组织软件的基本单位。一个 ROS 包包含了实现特定功能或任务的代码、数据和资源。ROS 包是模块化的，使得复用和共享代码变得容易。

一个完整功能的机器人包含着各种各样的功能程序，节点的作用就是将各个功能包装实现。节点不可单独安装，需要以包为单位下载。利用Cmake和catkin编译工具，将各个节点以包的身份规整起来，不需要一个一个节点下载。包是节点的容器。

工作空间 workspace

工作空间是一个存放工程开发相关文件的文件夹。就像用IDE创建工程的工程目录一样

有4个主要文件夹：

• src：代码空间（Source Space）

• build：编译空间（Build Space）

• devel：开发空间（Development Space）

• install：安装空间（Install Space）

创建工作空间（如果尚未创建）

在创建软件包之前，你需要有一个 catkin 工作空间。如果还没有，可以按照以下步骤创建：

在终端中，创建一个新的工作空间目录：

mkdir -p ~/catkin_ws/src

切换到工作空间的根目录：

cd ~/catkin_ws

初始化工作空间：

catkin_make

这将创建一个名为 catkin_ws 的新工作空间。

可以看到多了devel和build目录

但是并没有产生install这个空间

catkin_make install

可以看到此时build、devel、install目录中都有不少文件了

install是安装空间，最终编译生成的可执行文件都会放在这 devel是开发空间，放置开发过程中的可执行文件和库 build是开发过程中的一些中间文件，二进制文件，我们基本上是用不到的

创建Package包

命令：

catkin_create_pkg <包名> <依赖项列表>

依赖项一般是被经常使用的节点，如roscpp、rospy、std_msgs

根据教程，我们输入下列指令：

catkin_create_pkg ssr_pkg roscpp rospy std_msgs

在新建以后，我们可以获得这样的CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(ssr_pkg)

## Compile as C++11, supported in ROS Kinetic and newer
# add_compile_options(-std=c++11)

## Find catkin macros and libraries
## if COMPONENTS list like find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS xyz)
## is used, also find other catkin packages
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
)
####后续省略

第一行为最低cmake版本，第二行为工程名字，第10-14行是寻找依赖包

注释里面，双井号是文字注释和描述，单井号是对应的命令

同时，我们新建包下还多了一个package.xml文件，同样地，它包含了各种关于这个包的说明，此处省略。

回访依赖项

刚刚我们创建包的时候，使用了roscpp、rospy、std_msgs三个依赖项，由于我们不清楚具体包的路径，所以我们可以用roscd命令访问其位置

roscd roscpp

可以看到我们进入了opt/ros/noetic/share/roscpp目录，ls后发现package.xml文件，说明这也是一个包

我们用VSCode打开

code package.xml

在opt/ros/noetic/share/下都是package包，来源有两个：

• sudo apt-get install ros-<ROS版本>-desktop-full 基础包

• sudo apt-get install ros-<ROS版本>-xxx 独立扩展包

这里的包都是可执行文件，可直接运行，而catkin工作空间里的都是源码文件，需要编译后才能运行。

在*.bashrc添加的两行命令：

source opt/ros/noetic/setup.bash
source ~/catkin_ws/devel/setup.bush

分别对应share下的软件包地址和catkin工作空间里的软件包地址

创建Node节点

在src目录下创建cpp文件（假设为chao_node.cpp）：

#include <ros/ros.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("Hello,world!\n");
    return 0;
}

我们需要使用CMake进行编译，选中ssr_pkg包下的CMakeLists.txt，找到：

###########
## Build ##
###########

#........

## Declare a C++ executable
## With catkin_make all packages are built within a single CMake context
## The recommended prefix ensures that target names across packages don't collide
# add_executable(${PROJECT_NAME}_node src/ssr_pkg_node.cpp)

此时还是注释状态，我们将其复制到最后一行，改为：

add_executable(chao_node src/chao_node.cpp)

我们可以使用快捷键Shift + Ctrl + B快捷键编译，或者手动打开新terminal，输入：

cd catkin_ws
catkin_make

运行Node节点

使用Terminators，使用多个终端进行，下面不同代码块代表不同终端

roscore
#ROS核心运行指令

rosrun ssr_pkg chao_node

#################################
#如果报错，说明没有运行source指令，可以修改bashrc文件
vim ~/.bashrc
#在文件里添加命令
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

Node节点的完善

将chao_node.cpp文件改为：

#include <ros/ros.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    ros::init(argc, argv, "chao_node");//初始化ros
    printf("Hello,ROS!\n");
    return 0;
}

发生报错：

undefined reference to `ros::init(int&, char**, std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&, unsigned int)'

编译器找不到这个函数的实现，我们需要把这个函数所在的库文件链接起来，一起编译。

修改CMakeLists.txt，找到Build下：

## Specify libraries to link a library or executable target against
# target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node
#   ${catkin_LIBRARIES}
# )

如果我们写了一个一直循环的while()，最好写成下面的样子，来确保使用Crtl + C 能正常推出：

while(ros::ok()){
    /* code */
}

ros::ok()：

1、按下Ctrl-C时。

2、我们被一个同名同姓的节点从网络中踢出。

3、ros::shutdown()被应用程序的另一部分调用。

4、所有的ros::NodeHandles都被销毁了。

5、一旦ros::ok()返回false，所有的ROS调用都会失败

进入节点的主循环，如果下列条件之一发生，ros::ok() 返回false，跳出循环：

• SIGINT 被触发 (Ctrl+C)：roscpp 会默认生成一个 SIGINT 句柄，它负责·处理 Ctrl+C 键盘操作使ros::ok() 返回 false

• 被另一同名节点踢出 ROS 网络

• 关闭函数ros::shutdown() 被程序的另一部分调用

• 节点中的所有 ros::NodeHandles 都已经被销毁

一旦 ros::ok() 返回 false, 所有的 ROS 调用都会失效。

其他

1、遇到VSCode报错：标红检测到 #include 错误。

方案一，在c_cpp_properties.json中添加下列include项：

"includePath": [
                "/opt/ros/noetic/include/**",
                "/home/eigh18n/catkin_ws/src/wpr_simulation/include/**",
                "/usr/include/**",
                "/opt/ros/noetic/include"
            ],

方案二，直接删掉c_cpp_properties.json，关闭VSCode，再重新打开，让其自动配置c_cpp_properties.json即可。

2、VSCode不自动补全ROS

以下几种办法：

第一种是添加compile_commands.json办法：

https://blog.csdn.net/Kingzhy666/article/details/142427112

第二种是修改includePath

https://blog.csdn.net/m0_61819121/article/details/141104198

在评论区遇见了最后的解决方案：

终于解决了，我是把"/usr/include/**",改成"/usr/local/include/**"****,解决的

神！！！！！

3、不重新编译

直接删掉工作空间的build文件夹然后重新编译

4、python方法

https://blog.csdn.net/m0_73640344/article/details/139267997