创建启动文件

目标: 创建启动文件以运行复杂的 ROS 2 系统.

教程等级: 中级

预计时长: 10 分钟

前提条件

本教程会用到 rqt_graph 和 turtlesim 包。

你还需要准备好你想用的文本编辑器。

当然还有，别忘了在 每个新终端中都要 source ROS 2 环境。

背景

ROS 2 中的启动系统负责帮助用户描述其系统的配置，然后按描述执行。 系统配置包括运行哪些程序、在哪里运行、传递哪些参数，以及 ROS 特有的约定，通过为每个组件提供不同的配置，可以方便地在整个系统中重复使用组件。 它还负责监控已启动进程的状态，并对这些进程的状态变化做出报告和/或反应。

用 Python、XML 或 YAML 编写的启动文件可以启动和停止不同的节点，以及触发和执行各种事件。 有关不同格式的启动文件的描述，请参见 Using Python, XML, and YAML for ROS 2 Launch Files。 提供此框架的包是 launch_ros，它可以在在非 ROS 特定的 launch 框架下使用。

设计文档 详细说明了 ROS 2 启动系统设计的目标（目前并非所有功能都可用）。

一般我们谈论到启动文件时，会习惯把他以一个专有名词的形式来称呼： launch file .

任务

1 配置

创建一个新文件夹存储启动文件：

mkdir launch

2 编写启动文件

让我们为 turlesim 和它的可执行文件编写一个 ROS 2 启动文件。 如上所述，启动文件可以是 Python、XML 或 YAML 格式的。

PythonXMLYAML

复制以下代码然后粘贴到 launch/turtlesim_mimic_launch.py 中:

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
    return LaunchDescription([
        Node(
            package='turtlesim',
            namespace='turtlesim1',
            executable='turtlesim_node',
            name='sim'
        ),
        Node(
            package='turtlesim',
            namespace='turtlesim2',
            executable='turtlesim_node',
            name='sim'
        ),
        Node(
            package='turtlesim',
            executable='mimic',
            name='mimic',
            remappings=[
                ('/input/pose', '/turtlesim1/turtle1/pose'),
                ('/output/cmd_vel', '/turtlesim2/turtle1/cmd_vel'),
            ]
        )
    ])

2.1 测试启动文件

上面的启动文件启动了一个由 turtlesim 包的三个节点组成的系统。 系统的目标是启动两个 turtlesim 窗口，并使一个 turtle 模仿另一个 turtle 的移动。

启动的这两个 turtlesim 节点之间唯一的区别是它们的命名空间不同。 专有的命名空间使得系统可以启动两个节点，而无需考虑节点名称或 topic 名称冲突。 在此系统中，两只乌龟都通过相同的 topic 接收命令，并通过相同的 topic 发布它们的位姿。 通过专有的命名空间，可以区分为不同乌龟设计的消息。

最后一个节点也是 turtlesim 包的，但是它运行一个可执行文件： mimic 。 这个节点添加了一些有关重映射的配置细节。 mimic 的 /input/pose topic 被重映射到 /turtlesim1/turtle1/pose，它的 /output/cmd_vel topic 被重映射到 /turtlesim2/turtle1/cmd_vel。 换句话说就是， turtlesim2 将模仿 turtlesim1 的移动。

PythonXMLYAML

这些 import 语句引入了一些 Python launch 模块。

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

接下来，是对启动配置的描述：

def generate_launch_description():
   return LaunchDescription([

   ])

前两个 actions 描述了启动两个 turtlesim 窗口：

Node(
    package='turtlesim',
    namespace='turtlesim1',
    executable='turtlesim_node',
    name='sim'
),
Node(
    package='turtlesim',
    namespace='turtlesim2',
    executable='turtlesim_node',
    name='sim'
),

最后一个 action 启动了 mimic 节点，并进行了重映射：

Node(
    package='turtlesim',
    executable='mimic',
    name='mimic',
    remappings=[
      ('/input/pose', '/turtlesim1/turtle1/pose'),
      ('/output/cmd_vel', '/turtlesim2/turtle1/cmd_vel'),
    ]
)

3 ros2 launch

要运行上面创建的启动文件，进入之前创建的目录并运行以下命令：

PythonXMLYAML

cd launch
ros2 launch turtlesim_mimic_launch.py

Note

可以直接启动一个启动文件（如上所示），也可以从包中运行。 如果要从包中运行，运行命令是这样构成的：

ros2 launch <package_name> <launch_file_name>

你已经在 创建 ROS 2 包 中学到了如何创建包。

Note

对于包含 launch 文件的包，最好在包的 package.xml 文件中添加一个 exec_depend 依赖项，声明依赖于 ros2launch 包：

<exec_depend>ros2launch</exec_depend>

这使得构建包后，ros2 launch 命令确定是可用的。 而且还确保了所有 launch 文件格式 都能够被识别。

会出现两个小乌龟窗口，而其能看到以下 [INFO] 消息，告诉你启动文件启动了哪些节点：

[INFO] [launch]: Default logging verbosity is set to INFO
[INFO] [turtlesim_node-1]: process started with pid [11714]
[INFO] [turtlesim_node-2]: process started with pid [11715]
[INFO] [mimic-3]: process started with pid [11716]

要查看系统的运行情况，打开一个新终端并在 /turtlesim1/turtle1/cmd_vel topic 上运行 ros2 topic pub 命令，让第一个小乌龟移动：

ros2 topic pub -r 1 /turtlesim1/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}}"

你会看到两只乌龟都沿着相同的路径移动。

4 用 rqt_graph 检查系统

在系统还在运行的时候，打开一个新终端并运行 rqt_graph 命令，可以帮助你更好地了解启动文件中节点之间的关系。

运行命令：

rqt_graph

有一个隐藏节点(你运行的 ros2 topic pub 命令产生的节点)在左边的 /turtlesim1/turtle1/cmd_vel topic 上发布数据，同时 /turtlesim1/sim 节点订阅了这个 topic 。 图中的其它部分是我们已经说国的：mimic 订阅了 /turtlesim1/sim 的 pose topic，并发布到 /turtlesim2/sim 的 velocity command topic。

总结

启动文件简化了有许多节点和特定配置细节的复杂系统的运行方式。 可以使用 Python、XML 或 YAML 创建启动文件，并使用 ros2 launch 命令运行它们。