ROS工作空间和程序包创建

预备工作
后面操作中我们将会用到ros-tutorials程序包，请先安装：

$ sudo apt-get install ros-<distro>-ros-tutorials

将 <distro> 替换成你所安装的版本（比如Jade、Indigo、hydro、groovy、fuerte、kinetic等）。

由于我的版本是kinetic的，所有安装命令如下：

$ sudo apt-get install ros-kinetic-ros-tutorials

一、ROS catkin 工作空间

下面我们开始创建一个catkin 工作空间：

$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src

即使这个工作空间是空的（在'src'目录中没有任何软件包，只有一个CMakeLists.txt链接文件），你依然可以编译它：

$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make

 首次运行catkin_make命令，将会在src文件夹下创建一个CMakeLists.txt文件，且在根目录下创建了两个子文件夹build和devel,目录结构如下：

catkin_ws                       # WORKSPACE
  - build/                      # BUILDSPACE
  - devel/                      # DEVEL SPACE
  - src/                        # SOURCE SPACE
    CMakeLists.txt              # Toplevel CMAKE file,provided by catkin

catkin_make命令在catkin 工作空间中是一个非常方便的工具。如果你查看一下当前目录应该能看到'build'和'devel'这两个文件夹。在'devel'文件夹里面你可以看到几个setup.*sh文件。source这些文件中的任何一个都可以将当前工作空间设置在ROS工作环境的最顶层，想了解更多请参考catkin文档。接下来首先source一下新生成的setup.*sh文件：

$ source devel/setup.bash

要想保证工作空间已配置正确需确保ROS_PACKAGE_PATH环境变量包含你的工作空间目录，采用以下命令查看：

$ echo $ROS_PACKAGE_PATH
/home/saneri/catkin_ws/src:/home/saneri/catkin_ws/src:/opt/ros/kinetic/share

到此你的工作环境已经搭建完成，接下来可以继续创建ROS程序包。

二、创建ROS程序包

1. 一个catkin程序包由什么组成?

一个程序包要想称为catkin程序包必须符合以下要求：

1.> 该程序包必须包含catkin compliant package.xml文件,这个package.xml文件提供有关程序包的元信息。

2.> 程序包必须包含一个catkin 版本的CMakeLists.txt文件，而Catkin metapackages中必须包含一个对CMakeList.txt文件的引用。

3.> 每个目录下只能有一个程序包,这意味着在同一个目录下不能有嵌套的或者多个程序包存在。

2. 在catkin工作空间中的程序包

开发catkin程序包的一个推荐方法是使用catkin工作空间,一个简单的工作空间也许看起来像这样：

workspace_folder/        -- WORKSPACE
  src/                   -- SOURCE SPACE
    CMakeLists.txt       -- 'Toplevel' CMake file, provided by catkin
    package_1/
      CMakeLists.txt     -- CMakeLists.txt file for package_1
      package.xml        -- Package manifest for package_1
    ...
    package_n/
      CMakeLists.txt     -- CMakeLists.txt file for package_n
      package.xml        -- Package manifest for package_n

3. 创建一个catkin程序包

使用 catkin_create_pkg 命令来创建一个新的catkin程序包创建之后我们看看他都能做些什么。

首先切换到之前通过创建catkin工作空间教程创建的catkin工作空间中的src目录下：

$ cd ~/catkin_ws/src

现在使用catkin_create_pkg命令来创建一个名为'beginner_tutorials'的新程序包，这个程序包依赖于std_msgs、roscpp和rospy

$ catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp

这将会创建一个名为beginner_tutorials的文件夹，这个文件夹里面包含一个package.xml文件和一个CMakeLists.txt文件，这两个文件都已经自动包含了部分你在执行catkin_create_pkg命令时提供的信息。

catkin_create_pkg命令会要求你输入package_name，如果有需要你还可以在后面添加一些需要依赖的其它程序包：

# catkin_create_pkg <package_name> [depend1] [depend2] [depend3]

4. 程序包依赖关系

4.1一级依赖

之前在使用catkin_create_pkg命令时提供了几个程序包作为依赖包，现在我们可以使用rospack命令工具来查看一级依赖包。

$ rospack depends1 beginner_tutorials
roscpp
rospy
std_msgs

就像你看到的，rospack列出了在运行catkin_create_pkg命令时作为参数的依赖包，这些依赖包随后保存在package.xml文件中。

$ roscd beginner_tutorials
$ cat package.xml
<package>
...
  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <build_depend>roscpp</build_depend>
  <build_depend>rospy</build_depend>
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
...
</package>

4.2间接依赖
在很多情况中，一个依赖包还会有它自己的依赖包，比如，rospy还有其它依赖包。

$ rospack depends1 rospy
genpy
rosgraph
rosgraph_msgs
roslib
std_msgs

一个程序包还可以有好几个间接的依赖包，幸运的是使用rospack可以递归检测出所有的依赖包。

$ rospack depends beginner_tutorials

三、编译程序包

1. 一旦安装了所需的系统依赖项，我们就可以开始编译刚才创建的程序包了,如果你是通过apt或者其它软件包管理工具来安装ROS的，那么系统已经默认安装好所有依赖项。

记得事先 source 你的环境配置(setup)文件，在Ubuntu中的操作指令如下：

$ source /opt/ros/kinetic/setup.sh 

2. 使用 catkin_make
catkin_make 是一个命令行工具，它简化了catkin的标准工作流程。你可以认为catkin_make是在CMake标准工作流程中依次调用了cmake 和 make。

使用方法:

# 在catkin工作空间下
$ catkin_make [make_targets] [-DCMAKE_VARIABLES=...]

开始编译你的程序包

之前已经创建好了一个catkin 工作空间 和一个名为beginner_tutorials的catkin 程序包。现在切换到catkin workspace 并查看src文件夹：

$ cd ~/catkin_ws/
$ ls src
beginner_tutorials/  CMakeLists.txt
$ catkin_make

你可以看到很多cmake 和 make 输出的信息：

Base path: /home/saneri/catkin_ws
Source space: /home/saneri/catkin_ws/src
Build space: /home/saneri/catkin_ws/build
Devel space: /home/saneri/catkin_ws/devel
Install space: /home/saneri/catkin_ws/install
####
#### Running command: "cmake /home/saneri/catkin_ws/src
-DCATKIN_DEVEL_PREFIX=/home/saneri/catkin_ws/devel
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/saneri/catkin_ws/install" in "/home/saneri/catkin_ws/build"
####
-- The C compiler identification is GNU 4.2.1
-- The CXX compiler identification is Clang 4.0.0
-- Checking whether C compiler has -isysroot
-- Checking whether C compiler has -isysroot - yes
-- Checking whether C compiler supports OSX deployment target flag
-- Checking whether C compiler supports OSX deployment target flag - yes
-- Check for working C compiler: /usr/bin/gcc
-- Check for working C compiler: /usr/bin/gcc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ -- works
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Using CATKIN_DEVEL_PREFIX: /tmp/catkin_ws/devel
-- Using CMAKE_PREFIX_PATH: /opt/ros/groovy
-- This workspace overlays: /opt/ros/groovy
-- Found PythonInterp: /usr/bin/python (found version "2.7.1") 
-- Found PY_em: /usr/lib/python2.7/dist-packages/em.pyc
-- Found gtest: gtests will be built
-- catkin 0.5.51
-- BUILD_SHARED_LIBS is on
-- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-- ~~  traversing packages in topological order:
-- ~~  - beginner_tutorials
-- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-- +++ add_subdirectory(beginner_tutorials)
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /home/saneri/catkin_ws/build
####
#### Running command: "make -j4" in "/home/saneri/catkin_ws/build"
####

catkin_make首先输出它所使用到的每个空间所在的路径,需要注意的是由于这些空间存在默认配置的原因，有几个文件夹已经在catkin工作空间自动生成了，使用ls查看

saneri@localhost:~/catkin_ws$ ls
build  devel  src

build 目录是build space的默认所在位置，同时cmake 和 make也是在这里被调用来配置并编译你的程序包。
devel 目录是devel space的默认所在位置, 同时也是在你安装程序包之前存放可执行文件和库文件的地方。

 

参考文档：http://wiki.ros.org/cn/ROS/Tutorials/CreatingPackage

　　　　　http://wiki.ros.org/cn/ROS/Tutorials/BuildingPackages