创建包

目标: 使用 CMake 或 Python 创建一个新包，并运行其可执行文件。

教程级别: 初学者

时间: 15 分钟

背景

1 什么是 ROS 2 包？

包是 ROS 2 代码的组织单元。 如果您希望能够安装代码或与他人共享，则需要将其组织在包中。 使用包，您可以发布您的 ROS 2 工作并允许其他人轻松构建和使用它。

ROS 2 中的包创建使用 ament 作为其构建系统，使用 colcon 作为其构建工具。 您可以使用 CMake 或 Python 创建包，它们是官方支持的，但也存在其他构建类型。

2 ROS 2 包由什么组成？

ROS 2 Python 和 CMake 包各自具有最低要求内容：

  • CMakeLists.txt 文件，描述如何在包内构建代码

  • include/<package_name> 目录，包含包的公共标头

  • package.xml 文件，包含有关包的元信息

  • src 目录，包含包的源代码

最简单的包可能具有如下文件结构：

my_package/
     CMakeLists.txt
     include/my_package/
     package.xml
     src/

3 工作区中的包

单个工作区可以包含任意数量的包，每个包位于自己的文件夹中。 您还可以在一个工作区中拥有不同构建类型的包（CMake、Python 等）。 您不能有嵌套包。

最佳做法是在工作区中有一个“src”文件夹，并在其中创建包。 这可以使工作区的顶层保持“干净”。

一个简单的工作区可能看起来像：

workspace_folder/
    src/
      cpp_package_1/
          CMakeLists.txt
          include/cpp_package_1/
          package.xml
          src/

      py_package_1/
          package.xml
          resource/py_package_1
          setup.cfg
          setup.py
          py_package_1/
      ...
      cpp_package_n/
          CMakeLists.txt
          include/cpp_package_n/
          package.xml
          src/

先决条件

按照 上一个教程 中的说明操作后，您应该有一个 ROS 2 工作区。 您将在此工作区中创建您的包。

任务

1 创建包

首先，source your ROS 2 installation。

让我们将您在 previous tutorial 中创建的工作区 ros2_ws 用于您的新包。

在运行包创建命令之前，请确保您位于 src 文件夹中。

cd ~/ros2_ws/src

在 ROS 2 中创建新包的命令语法是：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake --license Apache-2.0 <package_name>

对于本教程，您将使用可选参数“–node-name”，它在包中创建一个简单的 Hello World 类型可执行文件。

在您的终端中输入以下命令：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake --license Apache-2.0 --node-name my_node my_package

现在，您的工作区“src”目录中将有一个名为“my_package”的新文件夹。

运行该命令后，您的终端将返回以下消息：

going to create a new package
package name: my_package
destination directory: /home/user/ros2_ws/src
package format: 3
version: 0.0.0
description: TODO: Package description
maintainer: ['<name> <email>']
licenses: ['TODO: License declaration']
build type: ament_cmake
dependencies: []
node_name: my_node
creating folder ./my_package
creating ./my_package/package.xml
creating source and include folder
creating folder ./my_package/src
creating folder ./my_package/include/my_package
creating ./my_package/CMakeLists.txt
creating ./my_package/src/my_node.cpp

您可以看到新包的自动生成的文件。

2 构建包

将包放入工作区特别有价值，因为您可以通过在工作区根目录中运行“colcon build”一次构建多个包。 否则，您必须单独构建每个包。

返回工作区的根目录：

cd ~/ros2_ws

现在您可以构建您的包：

colcon build

Windows 不允许长路径，因此“merge-install”会将所有路径合并到“install”目录中。

回想一下上一个教程，您的“ros2_ws”中也有“ros_tutorials”包。

您可能已经注意到，运行“colcon build”也会构建“turtlesim”包。

当您的工作区中只有几个包时，这很好，但是当有许多包时，“colcon build”可能需要很长时间。

如果下次只构建“my_package”包，您可以运行：

colcon build --packages-select my_package

3 获取安装文件

要使用新软件包和可执行文件，首先打开一个新终端并获取主 ROS 2 安装。

然后，在“ros2_ws”目录中，运行以下命令获取工作区：

source install/local_setup.bash

现在您的工作区已添加到路径中，您将能够使用新包的可执行文件。

4 使用包

要运行您在包创建期间使用“–node-name”参数创建的可执行文件，请输入以下命令：

ros2 run my_package my_node

这将向您的终端返回一条消息：

hello world my_package package

5 检查包内容

在“ros2_ws/src/my_package”中，您将看到“ros2 pkg create”自动生成的文件和文件夹：

CMakeLists.txt  include  package.xml  src

my_node.cpp is inside the src directory. 这是您所有自定义 C++ 节点将来要去的地方。

6 自定义 package.xml

您可能已经注意到，在创建包后的返回消息中，字段“description”和“license”包含“TODO”注释。 这是因为包描述和许可证声明不会自动设置，但如果您想要发布包，则需要它们。 可能还需要填写“maintainer”字段。

从“ros2_ws/src/my_package”，使用您喜欢的文本编辑器打开“package.xml”：

<?xml version="1.0"?>
<?xml-model
   href="http://download.ros.org/schema/package_format3.xsd"
   schematypens="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"?>
<package format="3">
 <name>my_package</name>
 <version>0.0.0</version>
 <description>TODO: Package description</description>
 <maintainer email="user@todo.todo">user</maintainer>
 <license>TODO: License declaration</license>

 <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>

 <test_depend>ament_lint_auto</test_depend>
 <test_depend>ament_lint_common</test_depend>

 <export>
   <build_type>ament_cmake</build_type>
 </export>
</package>

如果“maintainer”行没有自动填充，请输入您的姓名和电子邮件。 然后，编辑“description”行以总结该包：

<description>Beginner client libraries tutorials practice package</description>

然后，更新 license 行。 您可以在 此处 阅读有关开源许可证的更多信息。 由于此包仅用于练习，因此使用任何许可证都是安全的。 我们将使用 Apache License 2.0：

<license>Apache License 2.0</license>

编辑完成后，别忘了保存。

在许可标签下方，您将看到一些以“_depend”结尾的标签名称。 这是您的“package.xml”将列出其对其他包的依赖关系的地方，供 colcon 搜索。 “my_package”很简单，没有任何依赖关系，但您将在后续教程中看到此空间的使用。

You’re all done for now!

摘要

您已创建了一个包来组织您的代码，以便其他人轻松使用。

您的包已自动填充了必要的文件，然后您使用 colcon 构建了它，以便您可以在本地环境中使用其可执行文件。

后续步骤

接下来，让我们向包中添加一些有意义的内容。 您将从一个简单的发布者/订阅者系统开始，您可以选择使用 C++ 或 Python 编写。