ros教程

Next Tutorial: ROS文件系统介绍

$ source /opt/ros/indigo/setup.bash 安装ROS

在开始学习这些教程之前请先按照ROS安装说明完成安装。

注意: 如果你是使用类似apt这样的软件管理器来安装ROS的，那么安装后这些软件包将不具备写入权限，当前系统用户比如你自己也无法对这些软件包进行修改编辑。当你的开发涉及到ROS软件包源码层面的操作或者在创建一个新的ROS软件包时，你应该是在一个具备读写权限的目录下工作，就像在你当前系统用户的home目录下一样。

在每次打开终端时你都需要先运行上面这条命令后才能运行ros相关的命令，为了避免这一繁琐过程，你可以事先在.bashrc文件（初学者请注意：该文件是在当前系统用户的home目录下。）中添加这条命令，这样当你每次登录后系统已经帮你执行这些命令配置好环境。这样做也可以方便你在同一台计算机上安装并随时切换到不同版本的ROS（比如fuerte和groovy）。 此外，你也可以在其它系统平台上相应的ROS安装目录下找到这些setup.*sh文件。

管理环境

在安装ROS期间，你会看到提示说需要 source 多个setup.*sh文件中的某一个，或者甚至提示添加这条'source'命令到你的启动脚本里面。这些操作是必须的，因为ROS是依赖于某种组合空间的概念，而这种概念就是通过配置脚本环境来实现的。这可以让针对不同版本或者不同软件包集的开发更加容易。

创建ROS工作空间

catkinrosbuild

这些操作方法只适用于ROS Groovy及后期版本，对于ROS Fuerte及早期版本请选择rosbuild。

下面我们开始创建一个catkin 工作空间：

$ mkdir -p ~/catkin_ws/src 如果你在查找和使用ROS软件包方面遇到了问题，请确保你已经正确配置了

$ cd ~/catkin_ws/src 脚本环境。一个检查的好方法是确保你已经设置了像ROS_ROOT和ROS_PACKAGE_PATH这样的环境变量，可以通过以下命令查看：

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

$ export | grep ROS CMakeLists.txt链接文件），你依然可以编译它：

$ cd ~/catkin_ws/ 如果发现没有配置，那这个时候你就需要'source'某些'setup.*sh?文件了。

$ catkin_make ROS会帮你自动生成这些?setup.*sh?文件，通过以下方式生成并保存在不同地方：

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

? ? ?

通过类似apt的软件包管理器安装ROS软件包时会生成setup.*sh文件。

在rosbuild workspaces中通过类似rosws的工具生成。 在编译 或 安装 catkin 软件包时自动生成。

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 注意： 在所有教程中你将会经常看到分别针对rosbuild 和 catkin的不同操作说明，这是因为目前有两种不同的方法可以用来组织和编译ROS应用程序。一般而言，rosbuild比较简单也易于使用，而catkin使用了更加标准的CMake规则，所以比较复杂，但是也更加灵活，特别是对于那些想整合外部现有代码或者想发布自己代码的人。关于这些如果你想了解得更全面请参阅catkin or rosbuild。

如果你是通过ubuntu上的 apt 工具来安装ROS的，那么你将会在'/opt/ros//'目录中看到setup.*sh文件，然后你可以执行下面的source命令：

到此你的工作环境已经搭建完成，接下来可以继续学习 ROS文件系统教程.

$ echo $ROS_PACKAGE_PATH /home//catkin_ws/src:/opt/ros/indigo/share:/opt/ros/indigo/stacks 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：

# source /opt/ros//setup.bash ROS文件系统介绍

Description: 本教程介绍ROS文件系统概念，包括命令行工具roscd、rosls和rospack的使用。

请使用具体的ROS发行版名称代替。 比如你安装的是ROS Indigo，则上述命令改为：

预备工作

本教程中我们将会用到ros-tutorials程序包，请先安装：

$ sudo apt-get install ros--ros-tutorials # roscd [本地包名称[/子目录]] 示例：

$ roscd roscpp 将 替换成你所安装的版本（比如Jade、Indigo、hydro、groovy、fuerte等）。

为了验证我们已经切换到了roscpp软件包目录下，现在我们可以使用Unix命令pwd来输出当前工作目录：

$ pwd 快速了解文件系统概念

你应该会看到：

? ?

Packages: 软件包，是ROS应用程序代码的组织单元，每个软件包都可以包含程序库、可执行文件、脚本或者其它手动创建的东西。 Manifest (package.xml): 清单，是对于'软件包'相关信息的描述,用于定义软件包相关元信息之间的依赖关系，这些信息包括版本、维护者和许可协议等。

? YOUR_INSTALL_PATH/share/roscpp 你可以看到YOUR_INSTALL_PATH/share/roscpp和之前使用rospack

find得到的路径名称是一样的。

Show

注意，就像ROS中的其它工具一样，roscd只能切换到那些路径已经包含在

note about stacks

ROS_PACKAGE_PATH环境变量中的软件包，要查看ROS_PACKAGE_PATH中包含的路径可以输入：

文件系统工具

程序代码是分布在众多ROS软件包当中，当使用命令行工具（比如ls和

$ echo $ROS_PACKAGE_PATH cd）来浏览时会非常繁琐，因此ROS提供了专门的命令工具来简化这些操

作。

你的ROS_PACKAGE_PATH环境变量应该包含那些保存有ROS软件包的路径，并且每个路径之间用冒号分隔开来。一个典型的ROS_PACKAGE_PATH环境变量如下： 使用 rospack

rospack允许你获取软件包的有关信息。在本教程中，我们只涉及到

? /opt/ros/groovy/base/install/share:/opt/ros/groovy/base/install/stacks rospack中find参数选项，该选项可以返回软件包的路径信息。

用法：

跟其他路径环境变量类似，你可以在ROS_PACKAGE_PATH中添加更多其它路径，每条路径使用冒号':'分隔。

# rospack find [包名称] 子目录

示例：

使用roscd也可以切换到一个软件包或软件包集的子目录中。

$ rospack find roscpp 执行：

应输出：

$ roscd roscpp/cmake YOUR_INSTALL_PATH/share/roscpp $ pwd ? 如果你是在Ubuntu Linux操作系统上通过apt来安装ROS，你应该会准确地看到：

应该会看到：

? ? /opt/ros/groovy/share/roscpp YOUR_INSTALL_PATH/share/roscpp/cmake roscd log

使用 roscd

使用roscd

log可以切换到ROS保存日记文件的目录下。需要注意

roscd是rosbash命令集中的一部分，它允许你直接切换(cd)工作目录到

某个软件包或者软件包集当中。 用法：

的是，如果你没有执行过任何ROS程序，系统会报错说该目录不存在。 如果你已经运行过ROS程序，那么可以尝试：

$ roscd log 使用 rosls rosls是rosbash命令集中的一部分，它允许你直接按软件包的名称而不是绝对路径执行ls命令（罗列目录）。 用法： # rosls [本地包名称[/子目录]] 示例：

$ rosls roscpp_tutorials 应输出：

? cmake package.xml srv Tab 自动完成输入

当要输入一个完整的软件包名称时会变得比较繁琐。在之前的例子中

roscpp tutorials是个相当长的名称，幸运的是，一些ROS工

具支持TAB 自动完成输入的功能。 输入：

# roscd roscpp_tut<<< 现在请按TAB键 >>> 当按TAB键后，命令行中应该会自动补充剩余部分：

$ roscd roscpp_tutorials/ 这应该有用，因为roscpp tutorials是当前唯一一个名称以

roscpp tut作为开头的ROS软件包。

现在尝试输入：

# roscd tur<<< 现在请按TAB键 >>> 按TAB键后，命令应该会尽可能地自动补充完整： $ roscd turtle 但是，在这种情况下有多个软件包是以turtle开头，当再次按TAB键后应该会列出所有以turtle开头的ROS软件包：

? turtle_actionlib/ turtlesim/ turtle_tf/ 这时在命令行中你应该仍然只看到：

$ roscd turtle 现在在turtle后面输入s然后按TAB键：

# roscd turtles<<< 请按TAB键 >>> 因为只有一个软件包的名称以turtles开头，所以你应该会看到：

$ roscd turtlesim/ 回顾

你也许已经注意到了ROS命令工具的的命名方式：

? rospack = ros + pack(age) ? roscd = ros + cd ?

rosls = ros + ls

这种命名方式在许多ROS命令工具中都会用到。

到此你已经了解了ROS的文件系统结构，接下来我们开始创建一个工作空间。

创建ROS程序包

Description: 本教程介绍如何使用roscreate-pkg或catkin创建一个新程序包,并使用rospack查看程序包的依赖关系。

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：

? 该程序包必须包含catkin compliant package.xml文件 o

这个package.xml文件提供有关程序包的元信息。

? 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。 ?

每个目录下只能有一个程序包。

o

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。

最简单的程序包也许看起来就像这样：

? my_package/ ? CMakeLists.txt ? package.xml 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，但是你也可以单独开发(standalone)catkin 软件包。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 catkin_create_pkg命令也有更多的高级功能，这些功能在

catkin/commands/catkin_create_pkg中有描述。

程序包依赖关系

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。 (Jan 9, 2013) There is a bug reported and already fixed

in rospack in groovy, which takes sometime until the change gets reflected on your computer. If you see a similar issue like this with the next

? ? 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 command, you can skip to the next command.

? $ rospack depends1 beginner_tutorials package.xml -- Package manifest for package_n ? 在继续本教程之前请先按照创建catkin工作空间教程创建一个空白的catkin工作空间。

std_msgs rospy roscpp ? ? 创建一个catkin程序包

本部分教程将演示如何使用catkin_create_pkg命令来创建一个新的catkin程序包以及创建之后都能做些什么。

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：

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 # You should have created this in the Creating a Workspace Tutorial $ cd ~/catkin_ws/src ? ? ? ? ? ? ? ... catkin roscpp rospy std_msgs ... 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。

? 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。

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：

# This is an example, do not try to run this # catkin_create_pkg [depend1] [depend2] [depend3] (Jan 9, 2013) There is a bug reported and already fixed

in rospack in groovy, which takes sometime until the change gets reflected on your computer. If you see a similar issue like this with the next command, you can skip to the next command.

$ 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 cpp_common rostime roscpp_traits roscpp_serialization genmsg genpy message_runtime rosconsole std_msgs rosgraph_msgs xmlrpcpp roscpp rosgraph catkin rospack roslib rospy 自定义你的程序包

本部分教程将剖析catkin_create_pkg命令生成的每个文件并详细描述这些文件的组成部分以及如何自定义这些文件。

自定义 package.xml

自动生成的package.xml文件应该在你的新程序包中。现在让我们一起来看看新生成的package.xml文件以及每一个需要你注意的标签元素。

描述标签

首先更新描述标签：

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5 The beginner_tutorials package

将描述信息修改为任何你喜欢的内容，但是按照约定第一句话应该简短一些，因为它覆盖了程序包的范围。如果用一句话难以描述完全那就需要换行了。

维护者标签

接下来是维护者标签：

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7 8

9

10

切换行号显示

7

许可标签

再接下来是许可标签，同样的也需要：

切换行号显示

12

13

14

15 TODO

你应该选择一种许可协议并将它填写到这里。一些常见的开源许可协议有

BSD、MIT、Boost Software License、GPLv2、GPLv3、LGPLv2.1和LGPLv3。你可以在Open Source Initiative中阅读其中的若干个许可协议的相关信息。对于本教程我们将使用BSD协议，因为ROS核心组件的剩余部分已经使用了该协议：

切换行号显示

8 BSD

使用rosservice

rosservice可以很轻松的使用 ROS 客户端/服务器框架提供的服务。rosservice提供了很多可以在topic上使用的命令，如下所示：

使用方法:

rosservice list 输出可用服务的信息 rosservice call 调用带参数的服务 rosservice type 输出服务类型 rosservice find 依据类型寻找服务find services by service type rosservice uri 输出服务的ROSRPC uri 按下减号按钮会显示一组菜单让你隐藏图形中指定的话题。现在隐藏掉你刚才添加的话题并添加/turtle1/pose/theta，你会看到如下图所示的图形：

rosservice list

$ rosservice list list 命令显示turtlesim节点提供了9个服务：重置（reset）, 清除（clear）, 再生（spawn）, 终止

（kill）,turtle1/set_pen, /turtle1/teleport_absolute, /turtle1/teleport_relative, turtlesim/get_loggers,

andturtlesim/set_logger_level. 同时还有另外两个rosout节点提供的服

务: /rosout/get_loggers and/rosout/set_logger_level.

? 本部分教程到此为止，请使用Ctrl-C退出rostopic命令，但要保持turtlesim继续运行。

到此我们已经理解了ROS话题是如何工作的，接下来我们开始学习理解ROS服务和参数。

/clear /kill /reset /rosout/get_loggers /rosout/set_logger_level /spawn /teleop_turtle/get_loggers /teleop_turtle/set_logger_level /turtle1/set_pen /turtle1/teleport_absolute /turtle1/teleport_relative /turtlesim/get_loggers /turtlesim/set_logger_level ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 理解ROS服务和参数

Description: 本教程介绍了ROS 服务和参数的知识，以及命令行工具rosservice 和 rosparam的使用方法。

本教程假设从前一教程启动的turtlesim_node仍在运行，现在我们来看看turtlesim提供了什么服务：

ROS Services

服务（services）是节点之间通讯的另一种方式。服务允许节点发送请求（request） 并获得一个响应（response）

? ? 我们使用rosservice type命令更进一步查看clear服务:

rosservice type

使用方法:

这个服务使得我们可以在给定的位置和角度生成一只新的乌龟。名字参数是可选的，这里我们不设具体的名字，让turtlesim自动创建一个。

$ rosservice call spawn 2 2 0.2 \rosservice type [service] 服务返回了新产生的乌龟的名字：

我们来看看clear服务的类型:

? $ rosservice type clear name: turtle2 现在我们的乌龟看起来应该是像这样的：

std_srvs/Empty 服务的类型为空（empty),这表明在调用这个服务是不需要参数（比如，请求不需要发送数据，响应也没有数据）。下面我们使用

rosservice call命令调用服务：

rosservice call

使用方法:

rosservice call [service] [args] 因为服务类型是空，所以进行无参数调用：

?

$ rosservice call clear Using rosparam

rosparam使得我们能够存储并操作ROS 参数服务器（Parameter

Server）上的数据。参数服务器能够存储整型、浮点、布尔、字符串、字典和列表等数据类型。rosparam使用YAML标记语言的语法。一般而言，YAML的表述很自然：1 是整型, 1.0是浮点型, one是字符串, true是布尔, [1,

正如我们所期待的，服务清除了turtlesim_node的背景上的轨迹。

2, 3]是整型列表, {a: b, c: d}是字

典. rosparam有很多指令可以用来操作参数，如下所示:

使用方法:

rosparam set 设置参数 rosparam get 获取参数 rosparam load 从文件读取参数 rosparam dump 向文件中写入参数 rosparam delete 删除参数

通过查看再生（spawn）服务的信息，我们来了解带参数的服务:

rosparam list 列出参数名 $ rosservice type spawn| rossrv show 我们来看看现在参数服务器上都有哪些参数：

? ? ? ? ? ? float32 x float32 y rosparam list

$ rosparam list float32 theta string name --- string name 我们可以看到turtlesim节点在参数服务器上有3个参数用于设定背景颜色：

? ? /background_b /background_g

? ? ? 现在我们将所有的参数写入params.yaml文件：

/background_r /roslaunch/uris/aqy:51932 /run_id $ rosparam dump params.yaml 你甚至可以将yaml文件重载入新的命名空间，比如说copy空间:

Let's change one of the parameter values using rosparam set:

$ rosparam load params.yaml copy $ rosparam get copy/background_b rosparam set and rosparam get

Usage:

? rosparam set [param_name] 255 至此，我们已经了解了ROS服务和参数服务器的使用，接下来，我们一同试

rosparam get [param_name] 试使用 rqt_console 和 roslaunch

现在我们修改背景颜色的红色通道：

$ rosparam set background_r 150 使用 roslaunch

rqt_console 和

上述指令修改了参数的值，现在我们调用清除服务使得修改后的参数生效：

$ rosservice call clear Description: 本教程介绍如何使用rqt_console和rqt_logger_level进行调试，以及如何使用roslaunch同时运行多个节点。早期版本中的rqt工具并不完善，

现在 我们的小乌龟看起来应该是像这样：

现在我们来查看参数服务器上的参数值——获取背景的绿色通道的值：

因此，如果你使用的是“ROS fuerte”或更早期的版本，请同时参考这个页面学习使用老版本的“rx”工具。

$ rosparam get background_g 预先安装rqt和turtlesim程序包

本教程会用到rqt 和 turtlesim这两个程序包，如果你没有安装，请

? 86 我们可以使用rosparam

$ rosparam get / get /来显示参数服务器上的所有内容：

先安装：

$ sudo apt-get install ros--rqt ros--rqt-common-plugins ros--turtlesim ? ? ? ? ? ? background_b: 255 background_g: 86 background_r: 150 roslaunch: uris: {'aqy:51932': 'http://aqy:51932/'} run_id: e07ea71e-98df-11de-8875-001b21201aa8 请使用ROS发行版名称(比如 electric、fuerte、groovy、hydro或最新的indigo)替换掉。

注意： 你可能已经在之前的某篇教程中编译过rqt和turtlesim，如果你不确定的话重新编译一次也没事。

使用rqt_console和rqt_logger_level

rqt_console属于ROS日志框架(logging framework)的一部分，用来显示节点的输出信息。rqt_logger_level允许我们修改节点运行

时输出信息的日志等级（logger levels）（包括 DEBUG、WARN、INFO和ERROR）。

现在让我们来看一下turtlesim在rqt_console中的输出信息，同时在

你可能希望存储这些信息以备今后重新读取。这通过rosparam很容易就可以实现:

rosparam dump and rosparam load

使用方法:

rosparam dump [file_name] rosparam load [file_name] [namespace] rqt_logger_level中修改日志等级。在启动turtlesim之前先在另外两个新终端中运行rqt_console和rqt_logger_level：

$ rosrun rqt_console rqt_console

$ rosrun rqt_logger_level rqt_logger_level 现在让我们刷新一下rqt_logger_level窗口并选择Warn将日志等级修改为WARN，如下图所示：

你会看到弹出两个窗口：

现在我们让turtle动起来并观察rqt_console中的输出（非hydro版）：

rostopic pub /turtle1/command_velocity turtlesim/Velocity -r 1 -- 2.0 0.0 hydro版：

rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -r 1 -- '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 0.0]'

现在让我们在一个新终端中启动turtlesim：

$ rosrun turtlesim turtlesim_node 因为默认日志等级是INFO，所以你会看到turtlesim启动后输出的所有信息，如下图所示：

日志等级说明

日志等级按以下优先顺序排列：

Fatal Error Warn Info Debug Fatal是最高优先级，Debug是最低优先级。通过设置日志等级你可以获取该等级及其以上优先等级的所有日志消息。比如，将日志等级设为Warn时，你会得到Warn、Error和Fatal这三个等级的所有日志消息。

现在让我们按Ctrl-C退出turtlesim节点，接下来我们将使用

13 14 15

16

roslaunch来启动多个turtlesim节点和一个模仿节点以让一个turtlesim

节点来模仿另一个turtlesim节点。

使用roslaunch

roslaunch可以用来启动定义在launch文件中的多个节点。

用法：

Launch 文件解析

现在我们开始逐句解析launch xml文件。

切换行号显示

$ roslaunch [package] [filename.launch] 1

先切换到beginner_tutorials程序包目录下：

$ roscd beginner_tutorials 在这里我们以launch标签开头以表明这是一个launch文件。

切换行号显示

3

4

如果roscd执行失败了，记得设置你当前终端下的

e\/>

5 6

7

8

ROS_PACKAGE_PATH环境变量，设置方法如下：

$ export ROS_PACKAGE_PATH=~/_workspace/sandbox:$ROS_PACKAGE_PATH $ roscd beginner_tutorials e\/>

9

如果你仍然无法找到beginner_tutorials程序包，说明该程序包还没有创建，那么请返回到ROS/Tutorials/CreatingPackage教程，并按照创建程序包的操作方法创建一个beginner_tutorials程序包。 然后创建一个launch文件夹：

在这里我们创建了两个节点分组并以'命名空间（namespace)'标签来区分，其中一个名为turtulesim1，另一个名为turtlesim2，两个组里面都使用相同的turtlesim节点并命名为'sim'。这样可以让我们同时启动两个turtlesim模拟器而不会产生命名冲突。

切换行号显示

$ mkdir launch $ cd launch 11 12

Launch 文件 现在我们来创建一个名为turtlemimic.launch的launch文件并复制粘贴以下内容到该文件里面： 切换行号显示 13 14

在这里我们启动模仿节点，并将所有话题的输入和输出分别重命名为turtlesim1和turtlesim2，这样就会使turtlesim2模仿turtlesim1。

切换行号显示

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16

这个是launch文件的结束标签。

roslaunching

现在让我们通过roslaunch命令来启动launch文件：

$ roslaunch beginner_tutorials turtlemimic.launch 现在将会有两个turtlesims被启动，然后我们在一个新终端中使用

rostopic命令发送速度设定消息：

非hydro版：

$ rostopic pub /turtlesim1/turtle1/command_velocity turtlesim/Velocity -r 1 -- 2.0 -1.8

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1fm2.html