ROS 创建工作空间流程

本文以移植代码为例说明。目标是把一款云台SDK中的ROS代码部分抠出来移植到自己创建的工作空间中。记录下大致的流程。

1、创建工作空间

2、编译工作空间（可选）

3、设置环境变量（可选）

4、创建功能包

5、编写源代码、修改 CMakeLists.txt 文件

6、编译功能包

7、启用节点

1、创建工作空间

mkdir -p pantilt_ws/src
cd pantilt_ws/src
catkin_init_workspace

pantilt_ws 文件夹是创建的工作空间，src 文件夹放置后面创建的功能包的源码。catkin_init_workspace 命令用来初始化工作空间，这个命令会在 src 文件夹中生成一个 CMakeLists.txt 的文件。

2、编译工作空间（可选）

在这里这个步骤不是必要的，完全可以放到最后完成。这个步骤放在这里只是用来说明工作空间为空的情况下也能编译，另外，为了展示运行了这个命令后工作空间会产生什么样的变化。

cd pantilt_ws
catkin_make

catkin_make 会在工作空间 pantilt_ws 中生成 devel、build 这两个文件夹：

devel：开发空间，放置开发过程中的可执行文件

build：编译过程中产生的中间文件

这两个文件及文件中的内容在开发过程中都是相关指令自行生成的，我们不用管。

3、设置环境变量（可选）

如果没有执行步骤 2，直接跳到步骤 4 即可。编译好工作空间后需要把工作空间添加到环境变量中去，可以使用下面的指令，把工作空间 devel 文件夹下的 setup.bash 文件的路径加到环境变量中。

source devel/setup.bash

这样做不方便的一点是每次运行都得重新 source 一下，我们可以把以下路径直接加到 ~/.bashrc 文件中

打开 ~/.bashrc 文件

gedit ~/.bashrc

添加路径

source ~/Desktop/pantilt_ws/devel/setup.bash

保存退出。

4、创建功能包

功能包必须放在工作空间的 src 文件夹下，另外所有源码必须放在功能包中。创建功能包的模板：

catkin_create_pkg <package_name> [depend1] [depend2] [depend3]

catkin_create_pkg 命令后跟功能包的名字，功能报名字后跟依赖项。

这里我创建一个名为 pantilt_ctl 的功能包：

cd pantilt_ws/src
catkin_create_pkg pantilt_ctl std_msgs rospy roscpp message_generation message_runtime

创建成功后在 pantilt_ws/src 文件夹下会多出一个 pantilt_ctl 的文件夹和一个名为 CMakeLists.txt 的文件

在 pantilt_ctl 文件夹下会新建 include 和 src 文件夹以及 CMakeLists.txt 和 package.xml 文件。

package.xml 文件的开始主要是使用 xml 语言记录的功能报的名字、版本、描述和开源协议等信息，然后 package.xml 后面还包含功能包的依赖信息。在创建功能包时的 std_msg/roscpp/rospy 等依赖包都会写在这里面，后面如果还有附加的依赖功能包就可以在这里面手动加入。

CMakeLists.txt 文件主要用来描述功能包在编译时的编译规则，即一些编译指令，使用的是 CMake 的语法。

5、编写源代码、修改 CMakeLists.txt 文件

如果是自己写代码的话那就是在功能包 pantilt_ctl 的 src 文件夹下新建 cpp 源文件，在 include 文件夹下新建 cpp 头文件即可。

这里直接将云台官方 SDK 源码中的有关文件拷贝过来，并做相应的类名、路径名等的修改。

然后是修改 CMakeLists.txt 文件的内容。

比如说我只有一个 read_write_node.cpp 的ROS节点源文件，那么需要在 CMakeLists.txt 文件中加入以下两条语句：

add_executable(read_write_node src/read_write_node.cpp)
target_link_libraries(read_write_node ${catkin_LIBRARIES})

add_executable 第一个参数是生成的可执行文件的名称，第二个参数是需要编译的代码。

target_link_libraries 设置的是生生成可执行文件的链接库。

对于其他的一些命令，CMakeLists.txt 文件中都有相应的注释来解释命令的作用。

例如，如果想让自己添加的msg文件（在功能包中创建 msg 文件夹，新建的 msg 文件都放在这里）起作用的话，就要加入下面的语句;

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS。。。message_generation
)## Generate messages in the 'msg' folder
add_message_files(FILESyour_msg_name.msg
)## Generate added messages and services with any dependencies listed here
generate_messages(DEPENDENCIESstd_msgs
)catkin_package(。。。message_runtime
)

find_package 添加的是依赖功能包。
add_message_files 里面列出你的 msg 文件的名字，这样程序在编译时就会发现这个定义的消息接口，然后根据这个接口去做编译，并生成相应的头文件放在 devel/include/[your_package_name]/[your_msg_name].h 中，cpp代码中使用时直接通过下面的代码加入头文件：

#include "[your_package_name]/[your_msg_name].h"

generate_messages 中列出编译生成 msg 时的依赖，这里是 std_msgs。
catkin_package 中加入 msg 编译时的依赖，即 message_runtime。

还需要在 package.xml 文件中加入功能包依赖项：

  <build_depend>message_generation</build_depend><exec_depend>message_runtime</exec_depend>

build_depend 是编译依赖，在程序编译时需要的依赖项。

exec_depend 是执行依赖，在程序运行时需要的依赖项。

6、编译功能包

先回到工作空间的目录下执行编译

cd pantilt_ws
catkin_make

然后设置环境变量

source pantilt_ws/devel/setup.bash

7、启用节点

先使用命令 roscore 启动 rosmaster，然后新开一个终端使用 rosrun 命令启用功能包中的节点，语法为：

rosrun [your_package_name] [you_node_name]

rosrun 后面跟功能包的名字，功能包名后面跟在这个功能包中的节点的名字。

如：

rosrun pantilt_ctl read_write_node