ROS史话36篇.24 ROS之编译系统

编译系统将各种软件包组织在一起，生产一个可执行程序或被其他可执行程序调用的库文件。如果我们记得 ROS 的设计原则之一是：跨平台和多语言支持，做到这一点非常不易，编译系统起到关键作用。

大家试想一下，你下载了他人的代码，这个代码是 C/C++写的，你希望让代码能在Windows下跑起来，这时候，你又发现了一个算法，这个算法是Python写的，你怎么把他们集成在一起。一般情况下，你可能还要下载一些第三方的软件包，放在合适的目录表，还要要考虑是各个软件包是 32位的，还是 64位的。

任何一步，遇到问题，都要费不少功夫，也有可能最终不成功，不得不放弃。

ROS 将世界各地，不同人写的代码组织起来，还要支持不同的操作系统，有些代码是 C/C++写的，有的是 Python写的，有些事 Java写的。

每个人写的代码又可能用到五花八门的软件包，想想把这些源代码，软件包，各类库文件，生产一个可执行的程序，可真不易啊。

这样的跨平台编译工具不是没有，大家常用的 CMake 就是常用的一种跨平台的编译工具。

rosbuild 的核心也还是 CMake。 rosbuild 的是由布莱恩·格基（Brian Gerkey）、特洛伊·斯特拉斯海姆（Troy Straszheim）、摩根·奎格利（Morgen Quigley）负责开发的。



布莱恩·格基毕业于南加州大学（University of Southen California ）。前面说过，Gazebo 的两位开发者安德鲁·霍华德（Andrew Howard）和凯特·考尼（Nate Koenig）在也在南加州大学工作或学习过。

布莱恩·格基，大学期间就热衷于机器人开源软件，他负责开发 Player机器人开发环境，在机器人学界的影响力非常大。后来加入车库，并领导ROS的开发，关于布莱恩·格基、Player和ROS团队我们以后再说。



后来， 特洛伊·斯特拉斯海姆与车库的两位资深科学家科特·康诺利格（Kurt Konolige，CTO）和 盖里·布拉德斯基（Gary Bradski）， 还有伊森·鲁布利（Ethan Rublee），史蒂芬·英特托瑟（Stefan Hinterstoisser）一起创建了 Industrial Perception, Inc.（IPI）。 后IPI被Google收购，随公司一起加入Goo9gle。

rosbuild 的初衷还是为车库自己的机器人开发而设计的。对硬件的兼容性，对各种操作系统的兼容性，都考虑的不周全。当时几乎没有特别考虑对 MS Windows的兼容性。

虽然，丹尼尔·斯托尼（Daniel Stonier），这位澳大利亚人领导一个韩国团队开发了win_ros，随着 ros版本的演进，并没有人进一步的维护。rosbuild用了很多 Linux特有的脚本命令，Windows 下没有相应的命令。

随着 ROS 社群的扩大，各种硬件都希望利用 ROS，各种软件包越来越多，编译效率（速度）变得越来越低。在这样一个大背景下，大家期待一个新的编译系统，这样catkin应运而生。

从 G版本（拉风龟）开始，正式将 catkin18编译系统引进 ROS，希望能替代原有的编译系统rosbuild。

catkin 的是由特洛伊·斯特拉斯海姆（Troy Straszheim）、莫腾·谢尔高（Morten Kjaergaard）、布莱恩·格基（Brian Gerkey）、德克·托马斯（Dirk Thomas）负责开发的。特洛伊·斯特拉斯海姆和布莱恩·格基，这两位前面说过，他们参与过rosbuild的开发。

另外两位莫腾·谢尔高和德克·托马斯。莫腾·谢尔高毕业于丹麦技术大学（Technical University of Denmark），获机器人方向博士学位，后加入一家人工智能+医疗的创业公司，任 CTO。德克·托马斯毕业于德国达姆施塔特工业大学（Technische Universität Darmstadt），加入车库后不久，就随 ROS 团队，一起加入布莱恩·格基领导的机器人开源基金会（OSRF）。



到了 ROS2，则推出了替代 catkin的新的编译系统 ament19。ROS的编译系统不停进行调整，说明这个问题一直没有很好的解决。用户编写的软件包都是相互独立，耦合性较弱，这一方面方便了用户独立开发，不用管其它软件的存在形式。

另一方面，这样一个低耦合、模块化、分布式的框架，对于编译系统来讲有相当的挑战，编译系统需要正确、快速地、自动编译生成一个可运行软件包，需要解决软件包之间的依赖关系。

相比 ROS 最初使用的 rosbuild，catkin 在做了一些改进，如支持 CMake 配置文件的自动生成。ament的引入还主要是为ROS2考量的，所以原有的ROS1还是用catkin 作为编译系统，ROS2 则用 ament。

这样的考虑是极明智，不是左右人都愿意或有能力将现有的系统从ROS1迁移到ROS2。