3.构建ROS2功能包

3.1ROS2中包的组成部分

ROS2可以使用CMake或者Python来创建工作包，使用cpp进行开发推荐使用CMake，使用python进行开发推荐使用Python来创建包。

ROS2 Python和CMake各自有自己的最低要求内容：

CMake:

• CMakeLists.txt描述如何在包中构建代码的文件
• include/<package_name>包含包的公共标头的目录
• package.xml包含有关包的元信息的文件
• src包含包的源代码的目录

Python:

• package.xml包含有关包的元信息的文件
• resource/<package_name>包的标记文件
• setup.cfg当包有可执行文件时是必需的，因此可以找到它们ros2 run
• setup.py包含如何安装软件包的说明
• <package_name>- 与您的包同名的目录，ROS 2 工具使用它来查找您的包，包含__init__.py

3.2创建ROS2功能包并编写节点

在创建ROS2功能包之前，确保你已经位于工作空间当中，这里我的工作空间命名为colcon_test02_ws

cd colcon_test02_ws/src

创建功能包，推荐使用ament_cmake（cpp）或ament_python（python）作为编译类型，并且添加rclcpp依赖。

3.2.1使用CMake创建功能包

1.创建一个包，在ROS2中创建新包的命令语法是：

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

• pkg create 是创建包的意思
• --build-type 用来指定该包的编译类型，一共有三个可选项ament_python、ament_cmake、cmake
• --license 用于制定证书，一般设置为Apache-2.0，如果不指定的话会弹出一个警告但是没有别的影响
• --dependencies 指的是这个功能包的依赖，这里使用的依赖是rclcpp

这里使用以下语句构建了一个包

ros2 pkg create example_cpp --build-type ament_cmake --dependencies rclcpp --license Apache-2.0

构建完毕后，包内的目录为：

.
├── CMakeLists.txt
├── include
│   └── example_cpp
├── LICENSE
├── package.xml
└── src

3 directories, 3 files

2.编译新创建的包，在ROS2中的编译命令为:

colcon build

但是这条命令会编译整个工作空间，非常耗时，如果我们只想编译构建特定的功能包可以使用：

colcon build --packages-select <my_package>

这里使用了以下的命令来构建上面创建的功能包

colcon build --packages-select example_cpp

构建完毕后，结果如下：

Starting >>> example_cpp
Finished <<< example_cpp [1.46s]                  

Summary: 1 package finished [1.72s]

3.2.2编写cpp节点代码

1.首先编写脚本代码，我们在example_cpp/src下创建一个脚本文件node01.cpp，编写下列代码

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"

int main(int argc, char **argv){
    // 初始化rclcpp
    rclcpp::init(argc, argv);
    // 产生一个节点，并命名为node01
    auto node = std::make_shared<rclcpp::Node>("node01");
    // 打印消息
    RCLCPP_INFO(node->get_logger(), "node01 has already launched");
    rclcpp::spin(node);
    // 停止运行
    rclcpp::shutdown();

    return 0;
}

2.然后配置CMakeLists.txt

将其添加为可执行文件，在CMakeLists.txt最后一行（ament_package()之前）加入

add_executable(node01 src/node01.cpp)
ament_target_dependencies(node01 rclcpp)

并且使用install指令将其安装到install目录中，在上面两行代码的后面加入

install(TARGETS
  node01
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

修改完毕的CMakeLists.txt文件看起来像

cmake_minimum_required(VERSION 3.8)
project(example_cpp)

if(CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
  add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

# find dependencies
find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)

if(BUILD_TESTING)
  find_package(ament_lint_auto REQUIRED)
  # the following line skips the linter which checks for copyrights
  # comment the line when a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_copyright_FOUND TRUE)
  # the following line skips cpplint (only works in a git repo)
  # comment the line when this package is in a git repo and when
  # a copyright and license is added to all source files
  set(ament_cmake_cpplint_FOUND TRUE)
  ament_lint_auto_find_test_dependencies()
endif()

add_executable(node01 src/node01.cpp)
ament_target_dependencies(node01 rclcpp)
install(TARGETS
  node01
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)
ament_package()

3.3编译运行节点

进入到工作空间

cd <your_workspace>

然后编译指定的功能包

colcon build --packages-select example_cpp

然后source一下，运行节点

source install/setup.bash
ros2 run example_cpp node01

结果如下：

3.4使用面向对象的方式编写ROS2节点

在之前的功能包example_cpp中，我们使用面向对象编成的方式来重构代码，新建一个node02.cpp脚本文件，然后输入以下的代码

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include <string>

// 构建一个类节点Node02，该节点继承自rclcpp::Node
class Node02: public rclcpp::Node
{
public:
    // 构造函数，传入的参数为节点的名字
    Node02(std::string name) : Node(name)       // 调用了基类的构造函数rclcpp::Node
    {
        RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "node02 has already launched");
    }
private:

};

int main(int argc, char **argv){
    rclcpp::init(argc, argv);
    auto node = std::make_shared<Node02>("node02");
    rclcpp::spin(node);
    rclcpp::shutdown();
    return 0;
}

然后添加配置文件

add_executable(node02 src/node02.cpp)
ament_target_dependencies(node02 rclcpp)
install(TARGETS
  node02
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

然后运行

cd <your_workspace>
colcon build
source ./install/setup.bash
ros2 run example_cpp node02

结果如下：

3.5使用RCLPY编写节点

整个流程省略了，可以参考d2lros2和编写一个简单的服务和客户端Python。

Reference

d2lros2
ROS2 Tutorial