[ROS] ROS基础，创建工作空间，创建功能包，ros功能包相关命令，Catkin编译系统，catkin_make的编译方式

1.工作空间

工作空间（work space）是ROS系统中存放工程开发相关的文件夹，其目录结构如下：

src：代码空间（Source Space），用于存放开发代码

build：编译空间（Build Space），catkin（CMake）的缓存信息和中间文件

devel：开发空间（Development Space），生成的目标文件（包括头文件，动态链接库，静态链接库，可执行文件等）、环

install：安装空间（Install Space）

一个最小的项目结构如图所示

更加详细的目录结构如下： 

1.1 如何创建并编译一个工作空间

创建工作空间

在根目录下创建一个叫catkin_ws的工作空间，并进入到src目录下进行初始化

$ source /opt/ros/kinetic/setup.bash
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_init_workspace

编译工作空间

catkin_make相当于cmake编译器，ROS对其进行改造（加入CMakeLists.txt进行功能包索引）。一般在修改了src下的程序代码或配置文件后需要进行编译。

$ cd ~/catkin_ws

$ catkin_make 

设置环境变量 

在这里记住一点，但凡编译过工作空间，一定要重新source环境变量，否则代码不会更新。

这里使用的是setup.bash,还有两个文件为setup.sh和setup.zsh，要source哪个文件取决于你的默认解释程序（echo $SHELL）

$ souce ~/catkiin_ws/devel/setup.bash

补充：工作空间的覆盖

ROS系统中工作空间存在Overlaying机制，即工作空间覆盖机制，catkin支持包的逐层覆盖, 当前最高,其它依据source的顺序逐层变高, 高层可覆盖低层. ，符合以下规则：

1）工作空间的路径记录在ROS_PACKAGE_PATH环境变量中

2）新设置的路径(source后）会放在ROS_PACKAGE_PATH变量的最前端

3）运行程序时，ROS会优先在靠近前端的工作空间中查找指定的功能包

4）只有当前端工作空间不存在该功能包时才向后查找

如图所示

可以观察到source当前工作空间后，将当前工作空间的绝对路径放到了系统工作空间之前

2.功能包

2.功能包创建方式

ROS里的功能包用于区分某个文件夹下代码的功能，如机器人有移动，导航，视觉等功能，我们为整个机器人创建工作空间，也可称为一个项目，接来要开发它的各个功能，于是我们使用功能包来分隔一类别代码。下面是创建功能包的方式：

下面命令创建了一个叫做test1个功能包，导入了rospy roscpp依赖包，ROS支持python和c++开发，所以导入这两个依赖包让功能包可以通过这两种语言开发。

创建完功能包后需要catkin_make进行编译，编译后需要source当前工作空间，这样就完成了功能包的创建

$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg test1 rospy roscpp
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source devel/setup.bash

补充：如果是第三方下载的，如需进行catkin_create_pkg，直接执行catkin_make编译即可

2.ros功能包的目录结构

如果所示，一个功能包的目录结构如下，CmakeLists.txt和package.xml是必须的，分别定义编译规则和描述信息。

其他类似src、include、scripts这些目录命名都是约定俗成的，并未明确定义，但是ros默认会去这些目录下找相关文件，所以为了标准化，请规范命名

• CMakeLists.txt: 定义package的包名、依赖、源文件、目标文件等编译规则，是package
• 不可少的成分
• package.xml: 描述package的包名、版本号、作者、依赖等信息，是package不可少的成
• 分
• src/: 存放ROS的源代码，包括C++的源码和(.cpp)以及Python的module(.py)
• include/: 存放C++源码对应的头文件
• scripts/: 存放可执行脚本，例如shell脚本(.sh)、Python脚本(.py)
• msg/: 存放自定义格式的消息(.msg)
• srv/: 存放自定义格式的服务(.srv)
• models/: 存放机器人或仿真场景的3D模型(.sda, .stl, .dae等)
• urdf/: 存放机器人的模型描述(.urdf或.xacro)
• launch/: 存放launch文件(.launch或.xml)

注意：同一个工作空间不能存在相同名称的功能包，不同工作空间可以存在相同名称的功能包 

3.功能包相关命令rospack

• rospack list ：列出本机所有package
• rospack depends [package] ：显示package的依赖包
• rospack find [package] ：定位某个package
• rospack profile ：刷新所有package的位置记录

4.功能包相关命令roscd

• roscd [package]：cd到ROS Package的目录

补充：使用前必须source空间

5.功能包相关命令

rosdep 是用于管理ROS package依赖项的命令行工具，用法如下：

• rosdep check [pacakge] ：检查package的依赖是否满足
• rosdep install [pacakge] ：安装pacakge的依赖
• rosdep db ：生成和显示依赖数据库
• rosdep init ：初始化/etc/ros/rosdep中的源
• rosdep keys ：检查package的依赖是否满足
• rosdep update ：更新本地的rosdep数据库

3.Catkin编译系统

1.两个文件

$ cd ~/catkin_ws #进入工作空间,catkin_make必须在工作空间下执行 
$ catkin_make #开始编译 
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash #刷新坏境