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ROS入门教程-2.1 ROS开发者指南

ROS入门教程-ROS开发者指南

说明：

  • 介绍如何进行ROS相关开发

介绍：

  • ROS是一个庞大的系统，许多人协同开发。
  • 为了合理的管理，我们已经写好了开发指导说明。
  • 请按照下面的指导说明，合理布局你的代码。

参考:

源代码管理

  • 支持使用Git，Mercurial,Subversion, 和Bazaar进行代码管理。由于ROS社区是分散的，欢迎你将代码托管到任何公共访问的地方(比如GitHub, Bitbucket, Google Code).
  • 主要的ROS基础代码会被发布到github.com的几个组织单元several organization units下面。
  • 关于建议的仓库使用说明参考RecommendedRepositoryUsage
    • 只添加手动编写的源代码文件，以及必须的构建功能包的相关文件. 不要添加机器自动生成的文件，比如目标文件(*.o)，库文件(.a, .so, .dll), 或者自动配置脚本文件.
    • svn add 将会递归到子目录里添加所有文件. 在svn add之前先操作下 make clean .
    • 不要添加大的二进制文件: 通过web服务器上传，下载到本地的构建文件夹去.
    • 尽早且经常性提交自己的代码.不在源码管理范围内的任何文件都应该作为草稿（scratch）存储。
    • 尽量保持每次的提交集中到一处特殊的更改，而不是一次提交多方面的更改，这样更容易回溯代码。
    • 每一次的提交都写清更改说明.
    • 不要打乱构建结构. 在check in之前确保你的代码能够顺利编译.

Bug追溯

  • 针对每一个功能包，利用单独的bug tracker，实现bug报告，增强请求，和任务分配。经常性的，在本站的页面上，你会看的一些具体的bug tracker的相关链接。

  • 对于代码的托管GitHub作为一个仓库的通用的bug tracker。

  • 代码维护者将会为每个报告的问题创建一个里程式标记(milestone)。当问题被定位时，可以给报告者一个合适的反馈。这些里程标记就是ROS正式版(比如 Groovy or Hydro) 或者细分版本(比如 Hydro beta 1). 更多的是，当问题没被修复时，会赋以标记untargeted。这可能是由于开发者的时间紧迫或者可靠性的考虑。

  • 为了让用户表达自己的想法，针对已发布的软件版本，测试是否已经修复bug，维护者应该要么，在关闭问题报告的时候，发布一个尝试版本，要么为每一个更细化的版本设置标记，在下个里程标记之前，标记问题报告。这样一来，对用户来说，让所包含的问题本身来决定发布版的bug是否已经被修复。

  • 当你发现一个bug时，开启一个指派（ticket）。当你需要新功能的时候，打开一个指派。邮件或者发布到answers.ros.org或者邮件列表都有可能被遗忘。但是，指派的方式反而就不会那么容易忘记。

  • 指派的时候尽量遵循这些原则.

    • 尽量包含bug重现时，需要的指令。They should include instructions for reproducing the bug.
    • 尽量描述问题出现时的，系统运行状态。（用的什么系统版本，涉及的功能包有哪些。

  • 不要畏惧指派。许多开发者都会指派给他们自己，比如利用Trac。

  • 如果你不确定出现问题时涉及的的功能包或者问题确实是一个bug，请首先访问answers.ros.org。

代码布局

  • package功能包由代码组织而成，而功能包组成一个单独的仓库responsitory。功能包是作为代码构建的基本单位。
  • 尤其注意！建议，在GitHub上，在仓库的根目录创建一个README.md，用来向用户说明代码仓库的具体细节。
  • 建议，在ROS wiki页面设置链接到指定的包含的软件包。参照 this article 获取更多的帮助.

功能包

  • ROS功能包和系统的构建依赖于manifest.xml。

    • 每一个功能包都必须，在功能包所在的顶层目录，存在一个manifest.xml文件.
    • 最基本的，manifest必须包含下面的三部分
      • description
      • author
      • license

  • 下面举一个roscpp节点的一个模板例子：

<package>
  <description brief="BRIEF DESCRIPTION">
     LONGER DESCRIPTION
  </description>
  <author>You/you@willowgarage.com</author>
  <license>BSD</license>
  <url>http://www.ros.org/wiki/YOURPACKAGE</url>
  <depend package="roscpp"/>
</package>

  • 下面是rospy的一个例子:



    LONGER DESCRIPTION

    You/you@willowgarage.com
    BSD
    http://www.ros.org/wiki/YOURPACKAGE

GUI 工具包

  • 我们已经移植了所有最新的GUI到rqt，这些GUI都是QT基础的GUI框架。在fuerte使用wxWidgets之前，因交叉编译的兼容性太差，大部分已有的代码被重建。
  • 因此对于新的GUI设计，考虑使用rqt。开发说明从这里获取(including license consideration when writing in python)。

代码构建

  • 基本的代码构建工具是CMake(more).
  • 每一个创建的功能包的顶层目录都必须存在CMakeLists.txt .
  • 现在，每一个功能包都必须有一个Makefile, 短而精巧.
  • 那些没有经过构建步骤的功能包不需要任何的构建文件。

证书

  • ROS 是开源的.旨在让来自五湖四海的不同的用户和开发者们，从学生到企业家们，都可以得到帮助获取支持。

  • 我们倾向自由的开源证书，促进代码的商业化.

  • 倾向建议使用证书BSD 证书. 尽可能，新的代码都应该在BSD证书下发布。所有的ROS代码都是BSD证书下发布的

  • 选择BSD的原因：

    • The preference for BSD is based on many factors. Here are a few:

      • BSD allows any kind of reuse, from academic to commercial, open or closed.
      • BSD is compatible with all other OSI-approved licenses.
      • (For example GPL v2 is not compatible with Apache 2).

    • BSD does not require that changes be contributed back but there are large thriving communities using the BSD license (e.g., http://www.openbsd.org, http://www.freebsd.org).

    • Members of these communities frequently contribute improvements, without being required to do so

  • 其他任何的OSI促成的证书都是可接受的(for non-core code).

  • 我们强烈建议使用非对称版权的证书（比如BSD），来进行ROS .msg和.srv文件的发布，所以不妨碍那些自动产生的源代码文件和数据结构.

  • 工程中的所有文本状态的证书都应该放到顶层的LICENSES文件目录下。如果你那天建了一个并不包括在LICENSE目录下的证书，添加下证书状态即可。

  • 每一个源代码文件，都应该在顶层，包含一个证书的简略版注释。方便的，LICENSES目录下也应该包含证书的简略说明，并且需要不同的语言书写。

  • 对于我们发布的第三方的代码，证书和版权会被予以保护

  • 我们将严格遵守第三方软件，例如：

    • 如果库有证书GPL声明 or LGPL 声明，如果你修改了，则你必须发布修改后的代码。
    • 理想情况下，你必须发送一个补丁给库的维护者。保持如果修改后的代码的公共访问权限也是必要的.
    • 如果你的功能包使用了GPL'd库，然后你的功能包也必须进行GPL声明。
    • 如果你的功能包使用了GPL'd库，那么你就不能使用与GPL不兼容的授权协议GPL-incompatible license.
    • 例如，Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 证书是与GPL不兼容的，因为他强加了一些GPL不能做的约束条件(换句话说，就是要求的属性，禁止商业使用等).

  • 尽可能的，每一个ROS功能包都以一种单一证书形式予以管理。

  • 一般性的特殊案例：BSD证书代码（比如 ROS core），在一个功能包，也会用到GPL证书声明的代码。为了配合GPL，BSD声明的代码，是在BSD和GPL多证书下声明的，用户可以选择使用哪个证书协议。这当然也不是声明大问题，因为GPL增加了一些BSD不要求的一些限制条件。

  • ROS功能包和通信系统允许细致的证书协议。因为节点通过ROS消息进行通信，多节点通信的代码不是连接到一起。因此，功能包提供了一种“证书壁垒（license boundary）”。

  • 例外:当一个功能包是库的形式，并且确实链接到其他的功能包。这种情况下，各个证书会被混合声明在目标代码里。

  • 引用: Maintaining Permissive-Licensed Files in a GPL-Licensed Project: Guidelines for Developers

版权

  • 遵循Berne Convention版权，作为作者自动拥有版权，而不管有没有一个正式的声明。
  • 无论如何，显式的版权声明有助于长期性项目的管理。
    • 每一个源文件都应该在文件顶层上，包含一个版权说明注释，例如 Copyright 2008 Jim Bob. 这个就是一个证书的简概说明.
    • 如果只自己使用，版权属于自己。
    • 如果受雇于某些人，或者公司（比如Willow Garage），版权就属于公司。

调试

  • ROS里的调试工具，包括但不限于：

  • 一般性建议：

    • 如果一个程序，比如foo, crashes, 首先使用 GDB:
      • 可以通过添加一些必要的参数:
(gdb) run arg1 arg2 arg3

 - 当程序崩溃crashes时，利用gdb的bt指令来进行追溯和探究
  • 对于一些棘手的bug，尤其涉及到内存崩溃的。试着实用工具valgrind
    • 调试代码：
valgrind -v foo arg1 arg2 arg3
 - Valgrind可以追踪所有的内存访问呢，一把可以找到问题的原因。同样，可以发现你没有发现的其他问题。注意的就是，Valgrind会拖慢你程序运行的节奏，看起运行缓慢。
  • master和rospy的日志会默认创建到ROS_ROOT/log。但是，roscpp的客户端节点日志默认不会创建。如果你正在以nasty模式调试时，你可以设置构建的第二个参数WRITE_LOG_FILE（伴随其他的选项ANONYMOUS_NAME等）。其他选择是，如果你不想重新编译节点，你可以在命令行中添加log:=BLAHBLAH，BLAHBLAH可以是任何东西，也可以什么也不是。

测试

文档汇总

  • 所有的代码都应该参照 QAProcess.进行文档汇总。包括:
    • 所有外部的可见的代码级的API
    • 所有外部的可见的ROS级的API

正式发布

  • ROS社区代码的发布流程参考release页面

标准化

  • 在代码应该用到ROS的服务的地方，遵循以下规则
    • 调用rosout打印消息
    • 参考Clock应用到时基服务例程。

弃用规则

  • 一旦有人使用的你的代码，你就有责任不要对他们所谓的对代码大幅改动，进行釜底抽薪。相反的，使用deprecation,意味着，对于它的移除用清单的形式，标记指定的特性或者内容不再支持。给用户些时间去适应，作为一个发布版的过程循环，就和移除一样。

  • 弃用发生在多级情况下，包括:

    • API features : 你想从库中，删除一个方法。首先需要再API文档中标记它被弃用了。在DOxgyen中，使用@deprecated. 如果语言支持相关语法，也可以在源码中标注。比如C/C++，利用 attribute ((deprecated)). 在下一次的发布版中，就要注意弃用的标记在修改清单中，标有未来的发布版本中你希望删除的部分。如果代码未来会被广泛应用，将其标记的明显些，然后在后面附上注释。在未来的正式发布版中，删除即可。

    • Packages : 意思就是，你想删除一个功能包。在wiki文档中标记为弃用（比如吧DEPRECATED标记在文档开头），声明你想要什么时候删除。更改说明，包含那些弃用的声明，会被带到下一次的发布版中。当功能包被广泛使用的时候，你就应该使用email，尽量将警告发给那些使用的用户。

大数据文件，大测试文件

  • 大文件（大小超过1MB）经常不属于*-ros-pkg仓库代码，尤其是他们一般仅仅用在单元测试时。不管某些人是否构建了你的功能包，大的文件会影响checkout的仓库的时间和效率。

  • 大的数据文件应该被托管到公共的web主网页。在web服务器上，你也可以仅仅放置你所需要的文件。文件的托管可以在download.ros.org. 请联系ros-release@lists.ros.org 获取更多信息。在你打开上传请求之前，鼓励你去查找是否已存在你所需要的文件。

  • 下载文件，请使用catkin_download_test_data. 如果，你在更早的rosbuild时候，使用 rosbuild_download_test_data(URL MD5SUM) 宏定义。比如：

catkin_download_test_data(
    ${PROJECT_NAME}_saloon.bag
    http://downloads.foo.com/bags/saloon.bag
    DESTINATION ${CATKIN_DEVEL_PREFIX}/${CATKIN_PACKAGE_SHARE_DESTINATION}/test
    MD5 01603ce158575da859b8afff5b676bf9)

rosbuild_download_test_data(http://code.ros.org/svn/data/robot_pose_ekf/zero_covariance.bag test/zero_covariance.bag 0a51b4f5001f446e8466bf7cc946fb86)

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