【ROS学习笔记11】ROS元功能包与launch文件的使用
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写在前面，本系列笔记参考的是AutoLabor的教程，具体项目地址在 这里
前言
ROS是多进程(节点)的分布式框架，一个完整的ROS系统实现：
可能包含多台主机；
每台主机上又有多个工作空间(workspace)；
每个的工作空间中又包含多个功能包(package)；
每个功能包又包含多个节点(Node)，不同的节点都有自己的节点名称；
每个节点可能还会设置一个或多个话题(topic)…
一、ROS元功能包
**场景:**完成ROS中一个系统性的功能，可能涉及到多个功能包，比如实现了机器人导航模块，该模块下有地图、定位、路径规划…等不同的子级功能包。那么调用者安装该模块时，需要逐一的安装每一个功能包吗？
显而易见的，逐一安装功能包的效率低下，在ROS中，提供了一种方式可以将不同的功能包打包成一个功能包，当安装某个功能模块时，直接调用打包后的功能包即可，该包又称之为元功能包(metapackage)。
概念
MetaPackage是Linux的一个文件管理系统的概念。是ROS中的一个虚包，里面没有实质性的内容，但是它依赖了其他的软件包，通过这种方法可以把其他包组合起来，我们可以认为它是一本书的目录索引，告诉我们这个包集合中有哪些子包，并且该去哪里下载。
例如：
- sudo apt install ros-noetic-desktop-full 命令安装ros时就使用了元功能包，该元功能包依赖于ROS中的其他一些功能包，安装该包时会一并安装依赖。
还有一些常见的MetaPackage：navigation moveit! turtlebot3 …
作用
方便用户的安装，我们只需要这一个包就可以把其他相关的软件包组织到一起安装了。
实现
先，新建一个功能包，不需要新增依赖，然后修改package.xml，内容如下：
<exec_depend>被集成的功能包</exec_depend>
.....
<export>
<metapackage />
</export>
最后，修改CMakeLists.txt，内容如下：CMakeLists不可以有换行，否则会导致编译失败。
cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(demo)
find_package(catkin REQUIRED)
catkin_metapackage()
另请参考:
举一个新建元功能包的示例：
想新建一个MetaPackage将上面三个功能包整合到一起，我们可以这样做，首先新建一个元功能包，并且不包含任何依赖。
这里直接为空就可以。
然后修改package.xml，如下：
然后修改CMakeLists.txt，如下：
二、ROS节点运行管理launch文件
关于 launch 文件的使用我们已经不陌生了，在第一章内容中，就曾经介绍到:
一个程序中可能需要启动多个节点，比如:ROS 内置的小乌龟案例，如果要控制乌龟运动，要启动多个窗口，分别启动 roscore、乌龟界面节点、键盘控制节点。如果每次都调用 rosrun 逐一启动，显然效率低下，如何优化?
采用的优化策略便是使用roslaunch 命令集合 launch 文件启动管理节点，并且在后续教程中，也多次使用到了 launch 文件。
概念
launch 文件是一个 XML 格式的文件，可以启动本地和远程的多个节点，还可以在参数服务器中设置参数。
作用
简化节点的配置与启动，提高ROS程序的启动效率。
1、新建launch文件
在功能包下添加 launch目录, 目录下新建 xxxx.launch 文件，编辑 launch 文件
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="myTurtle" output="screen" />
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="myTurtleContro" output="screen" />
</launch>
2、调用launch文件
roslaunch 包名 xxx.launch
注意: roslaunch 命令执行launch文件时，首先会判断是否启动了 roscore,如果启动了，则不再启动，否则，会自动调用 roscore
示例效果如下：
2.1 launch文件标签之launch
<launch>标签是所有launch文件的根标签，充当其他标签的容器
1、属性
deprecated="弃用声明"
告知用户当前launch文件已经被启用
2、子集标签
所有其他标签都是launch的子集标签
示例：
2.2 launch文件标签之node
<node>标签用于指定 ROS 节点，是最常见的标签，需要注意的是: roslaunch 命令不能保证按照 node 的声明顺序来启动节点(节点的启动是多进程的)
1、属性
-
pkg=“包名”
节点所属的包
-
type=“nodeType”
节点类型(与之相同名称的可执行文件)
-
name=“nodeName”
节点名称(在 ROS 网络拓扑中节点的名称)
-
args=“xxx xxx xxx” (可选)
将参数传递给节点
-
machine=“机器名”
在指定机器上启动节点
-
respawn=“true | false” (可选)
如果节点退出，是否自动重启
示例：
-
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)
该节点是否必须，如果为 true,那么如果该节点退出，将杀死整个 roslaunch
示例：
-
ns=“xxx” (可选)
在指定命名空间 xxx 中启动节点
示例：
-
clear_params=“true | false” (可选)
在启动前，删除节点的私有空间的所有参数
-
output=“log | screen” (可选)
日志发送目标，可以设置为 log 日志文件，或 screen 屏幕,默认是 log
2、子级标签
- env 环境变量设置
- remap 重映射节点名称
- rosparam 参数设置
- param 参数设置
2.3 launch文件标签之include
include标签用于将另一个 xml 格式的 launch 文件导入到当前文件
1、属性
-
file=“$(find 包名)/xxx/xxx.launch”
要包含的文件路径
-
ns=“xxx” (可选)
在指定命名空间导入文件
2、子级标签
- env 环境变量设置
- arg 将参数传递给被包含的文件
示例：
2.4 launch文件标签之remap
用于话题重命名
1、属性
-
from=“xxx”
原始话题名称
-
to=“yyy”
目标名称
2、子集标签
无
示例：
想使用python内置的键盘控制节点来控制乌龟的运动
rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py
会产生冲突，因为
键盘控制输入的话题是/cmd_vel而乌龟控制输入所需要的话题是/hello/turtle1/cmd_vel，两者不同所以不能进行控制。
现在我们使用remap可以完成这一目的。
2.5 launch文件标签之param
<param>标签主要用于在参数服务器上设置参数，参数源可以在标签中通过 value 指定，也可以通过外部文件加载，在<node>标签中时，相当于私有命名空间。
1、属性
-
name=“命名空间/参数名”
参数名称，可以包含命名空间
-
value=“xxx” (可选)
定义参数值，如果此处省略，必须指定外部文件作为参数源
-
type=“str | int | double | bool | yaml” (可选)
指定参数类型，如果未指定，roslaunch 会尝试确定参数类型，规则如下:
- 如果包含 ‘.’ 的数字解析未浮点型，否则为整型
- “true” 和 “false” 是 bool 值(不区分大小写)
- 其他是字符串
2、子级标签
- 无
示例效果如下：
2.6 launch文件标签之rosparam
<rosparam>标签可以从 YAML 文件导入参数，或将参数导出到 YAML 文件，也可以用来删除参数，<rosparam>标签在<node>标签中时被视为私有。
1、属性
-
command=“load | dump | delete” (可选，默认 load)
加载、导出或删除参数
-
file=“$(find xxxxx)/xxx/yyy…”
加载或导出到的 yaml 文件
-
param=“参数名称”
-
ns=“命名空间” (可选)
2、子级标签
- 无
一个示例：
首先yaml文件这样设置
然后再导入yaml中的参数
2.7 launch文件标签之group
<group>标签可以对节点分组，具有 ns 属性，可以让节点归属某个命名空间
1、属性
-
ns=“名称空间” (可选)
-
clear_params=“true | false” (可选)
启动前，是否删除组名称空间的所有参数(慎用…此功能危险)
2、子级标签
- 除了launch 标签外的其他标签
示例：
2.8 launch文件标签之arg
<arg>标签是用于动态传参，类似于函数的参数，可以增强launch文件的灵活性
1、属性
-
name=“参数名称”
-
default=“默认值” (可选)
-
value=“数值” (可选)
不可以与 default 并存
-
doc=“描述”
参数说明
2、子级标签
- 无
3、示例
-
launch文件传参语法实现,hello.lcaunch
<launch> <arg name="xxx" /> <param name="param" value="$(arg xxx)" /> </launch> Copy -
命令行调用launch传参
roslaunch hello.launch xxx:=值
一个示例：
