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- 0 专栏介绍
- 1 ROS2核心架构
- 1.1 工作空间
- 1.2 功能包
- 2 ROS2常用指令
- 2.1 功能包相关
- 2.2 节点运行相关
- 2.3 话题相关
- 2.4 参数相关
- 2.4 录制包、播放包相关
- 2.5 服务相关
- 2.6 动作相关
- 2.7 生命周期相关
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本专栏旨在通过对ROS2的系统学习，掌握ROS2底层基本分布式原理，并具有机器人建模和应用ROS2进行实际项目的开发和调试的工程能力。
🚀详情：《ROS2从入门到精通》
1 ROS2核心架构
ROS2工程的核心架构如图所示
其中的核心概念阐述如下：
1.1 工作空间
工作空间是存放工程开发文件的地方，可能包含多个功能包，其中又细分为四个子空间：
- 源码空间src：源码空间包含了功能包源代码
- 编译空间build：编译空间存放编译源码空间产生的缓存信息和中间文件
- 日志空间log：日志空间存放各种警告、错误、信息等日志；
- 安装空间install：安装空间存放开发完毕并通过测试的构建目标，如可执行文件和脚本。
工作空间的名称可以自己定义，数量也并不唯一
1.2 功能包
功能包是ROS的基本功能单元，可能包含多个节点，其中包含工程文件主体
-
CMakeLists.txt(用于C++功能包)：配置编译规则，比如源文件、依赖项、链接库，注意这里使用ament而非ROS1中的catkin。ament基于CMake构建系统，开发者可以方便地管理依赖关系、编译选项、安装目标等cmake_minimum_required(VERSION 3.8) project(node_lab)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)add_executable(node_helloworld_class src/node_helloworld_class.cpp) ament_target_dependencies(node_helloworld_class rclcpp)install(TARGETSnode_helloworld_classDESTINATION lib/${PROJECT_NAME})ament_package() -
package.xml(用于C++与Python功能包)：包信息，比如包名、版本、作者<?xml version="1.0"?> <?xml-model href="http://download.ros.org/schema/package_format3.xsd" schematypens="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"?> <package format="1"><name>node_lab</name><version>0.0.0</version><description>TODO: Package description</description><maintainer email="winter@winter.com">winter</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> -
setup.py(用于Python功能包)：包含版权信息，并配置程序入口setup(name=package_name,version='0.0.0',packages=[package_name],data_files=[('share/ament_index/resource_index/packages',['resource/' + package_name]),('share/' + package_name, ['package.xml']),(os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob(os.path.join('launch', '*.launch.py'))),(os.path.join('share', package_name, 'config'), glob(os.path.join('config', '*.*'))),(os.path.join('share', package_name, 'rviz'), glob(os.path.join('rviz', '*.*'))),],install_requires=['setuptools'],zip_safe=True,maintainer='winter',maintainer_email='winter@winter.com',description='TODO: Package description',license='TODO: License declaration',tests_require=['pytest'],entry_points={'console_scripts': [],}, ) -
scripts：存储脚本文件，例如python源码或.sh脚本 -
src： 存储C++源文件 -
include：存储.h头文件 -
launch：存储启动文件，可一次性运行多个节点 -
config：存储配置信息 -
…
其中，package.xml与CMakeLists.txt非常重要，前者作为功能包入口声明依赖关系；后者解析.xml并执行具体的查找依赖、链接库等行为，文件缺失或错误配置都会导致编译失败。
2 ROS2常用指令
2.1 功能包相关
-
查看功能包列表
ros2 pkg list -
创建一个新的功能包
ros2 pkg create --build-type ament_cmake package_name -
创建功能包时添加依赖项
ros2 pkg create --build-type ament_cmake package-name --dependencies [deps] -
编译所有功能包
colcon build -
编译指定功能包
colcon build –packages-select package_name
2.2 节点运行相关
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查看所有运行节点
ros2 node list -
查看某一个节点信息
ros2 node info node_name -
节点运行方式1
ros2 run package_name executable_file -
节点运行方式2
ros2 launch package_name node_launch_file (e.g., .py, .launch)
2.3 话题相关
-
查看系统内活跃topic
ros2 topic list -
查看topic的消息类型
ros2 topic type topic_name -
显示topic内容
ros2 topic echo topic_name -
向特定topic发送数据，其中args是实际数据，需要以YAML格式输入
ros2 topic pub topic_name msg_type 'args' [--once | --rate <num>]- 例1：发送一次运动指令
其中ros2 topic pub --once /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"--once表示发布一个消息然后退出 - 例2：以10Hz发送运动指令
其中ros2 topic pub --rate 10 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"--rate num表示以numHz稳定流发布消息
- 例1：发送一次运动指令
-
查看发布数据的帧率
ros2 topic hz topic name
2.4 参数相关
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查看节点的子命名空间和参数
ros2 param list -
获取当前参数的值
ros2 param get node_name param_name -
设置参数的值
ros2 param set node_name param_name value -
存储节点所有参数值到本地的
node_name.yaml文件ros2 param dump node_name -
存储节点的所有参数值到指定路径
ros2 param dump node_name --output-dir /path -
导入本地参数文件
ros2 run package_name executable_name --ros-args --params-file <file_name>
2.4 录制包、播放包相关
- 查看bag信息
ros2 bag info bag_name - 正常播包命令
ros2 bag play bag_dir_name - 倍速播包命令
ros2 bag play bag_dir_name -r 2 - 循环播包命令
ros2 bag play bag_dir_name -l - 播放单个topic
ros2 bag play bag_dir_name --topics /topic_name
以上包路径bag_dir_name也可以换成具体的包数据库文件xxx.db3
- 录制特定topic的包
ros2 bag record topic_name - 录制多个topic的包
ros2 bag record -o new_bag_name topic1_name topic2_name - 录制所有topic的包
ros2 bag record -a
以上录制完成后会在本地多一个bag_dir_name，其中包含配置.yaml和数据.db3
2.5 服务相关
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查看服务列表
ros2 service list # 加-t可显示服务消息类型 -
查看服务的数据类型
ros2 service type service_name -
查找使用指定数据类型的服务
ros2 service find type_name -
通过命令行调用服务
ros2 service call <service_name> <service_type> <args>例如
ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn “{x: 2, y: 2, theta: 0.2, name: ‘’}”
2.6 动作相关
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列出域内可用的动作列表
ros2 action list # 加 -t 可显示动作消息类型 -
查看指定action的信息
ros2 action info action_name -
模拟客户端手动发起动作请求
ros2 action send_goal <action_name> <type_name> <goal_data> <--feedback>--feedback指定是否显示反馈信息，例如ros2 action send_goal /crossing_acton duckietown_interface/action/Crossing “{speed: 0.2, direction: ‘right’}” --feedback
2.7 生命周期相关
- 查看有哪些lifecycle节点
ros2 lifecycle nodes - 查看lifecycle节点所有可行的转换
ros2 lifecycle list node_name -a - 获取节点状态
ros2 lifecycle get node_name - 设置节点状态
ros2 lifecycle set node_name configure
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