ROS2——创建ROS2工作空间

ROS2中的工作空间类似我们常说的概念——“工程”，是我们在ROS中开发具体项目的空间，所有功能包的源码、配置、编译都在该空间下完成。   我们可能会同时开发多个项目，就会产生多个工作空间，所以工作空间之间也有一个层次的问题，类似于优先级的概念，比如不同工作空间中有同名的功能包，那运行的时候是启动哪一个呢？ROS默认是启动最上层的工作空间（ overlay），上层工作空间中的功能包会覆盖（override）下层工作空间（underlay）中的同名功能包。所以有多个工作空间存在的时候，我们还需要注意设置工作空间的层次。   本篇我们就来尝试下工作空间的创建和层次设置。  

1.设置ROS2环境变量

  工作空间的层次是通过环境变量来配置的，简单来说：下一个配置的工作空间会放到上一个配置的工作空间之上。   ROS2安装路径下的功能包一般会被我们设置为最下层的工作空间，所以我们在安装好ROS2之后，一定要记得在bashrc中设置如下ROS2安装路径的环境变量：

source /opt/ros/foxy/setup.bash

2.创建一个新的文件夹

  开发每一个项目的工作空间，最好是独立创建一个文件夹，文件夹的名字可以自由定义，比如我们来创建一个开发用的空间空间，就叫做dev_ws：

mkdir -p ~/dev_ws/src
cd ~/dev_ws/src

  这里的src就是未来放置所有功能包相关文件的位置。  

3.放置例程代码

  现在我们使用的终端已经cd到dev_ws/src路径下，接下来我们在这里先放置一些示例的功能包（下一篇会讲如何创建功能包）。

git clone https://github.com/ros/ros_tutorials.git -b foxy-devel

  稍等片刻， ros_tutorials 中的示例功能包就全部放到工作空间的src下边啦，其中我们可以看到这些内容：  

  现在我们已经在工作空间中放置好了示例功能包，在编译运行之前，我们还需要配置好这些功能包的依赖。  

4.解决依赖问题

  在创建好功能包之后，我们最好养成一个比较好的习惯，就是先解决所有功能包的依赖，不然未来编译运行都会有很多问题。   ROS2也提供了自动化的依赖安装方式，需要我们在工作空间的根目录dev_ws下运行如下命令：

rosdep install -i --from-path src --rosdistro foxy -y

  运行之后，会自动安装确实的依赖，如果依赖全部满足的话，就会显示：  

  这里需要注意一点，以上自动化安装依赖的前提是：每个功能包已经完整的将所依赖的包和库在package.xml文件中声明了。  

5.编译工作空间

  接下来就可以编译代码啦，需要在工作空间的根目录dev_ws下运行：

colcon build

  如果提示colcon没有安装的话，可以使用如下命令安装：

sudo apt install python3-colcon-common-extensions

  colcon是ROS2的编译工具，类似于ROS1中的catkin。运行之后可以看到：  

  colcon build后边还可以跟一些常用的参数：  

1. --packages-up-to ：编译指定的功能包，而不是整个工作空间
2. --symlink-install ：节省每次重建python脚本的时间
3. --event-handlers console_direct+ ：在终端中显示编译过程中的详细日志

  编译结束后，在dev_ws工作空间下，可以看到有几个新创建的文件夹：  

  其中的install文件夹就是未来运行所有节点启动文件和脚本的位置。  

6.设置环境变量

  接下来需要重新打开一个终端，然后来设置dev_ws工作空间的环境变量。  

cd ~/dev_ws
. install/local_setup.sh

  install里有两个很类似的文件：local_setup.sh和setup.sh，前者仅会设置当前工作空间中功能包的相关环境变量，后者还会设置该工作空间下其他底层工作空间的环境变量。   现在我们就可以来运行dev_ws工作空间下的turtlesi功能包了：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

  这时会有一个问题，ROS2安装的路径下有一个turtlesim功能包，这里又有一个turtlesim功能包，我怎么能确定现在运行的就是dev_ws里的turtlesim呢？   不如我们来尝试修改下这个包，看下是否会有变化。  

7.修改上层工作空间中的功能包

  我们来修改下dev_ws中的turtlesim包里的代码，找到~/dev_ws/src/ros_tutorials/turtlesim/src/ turtle_frame.cpp 文件，在第52行的位置找到窗口标题的设置，并改成如下代码：

setWindowTitle(" MyTurtleSim");

  修改之后回到dev_ws路径下，再次colcon build编译，然后运行：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

  没错，打开的小海龟窗口中，标题名已经变啦。  

  可见，当前运行的确实是dev_ws工作空间下的turtlesim包。   如果再打开一个新终端，不source dev_ws的环境变量，那么运行一下命令时就不一样啦：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

  所以在这里，dev_ws是上层工作空间，ROS2安装路径是下层工作空间，具体运行哪里的包，全看你在终端中如何设置环境变量了。   好啦，这就是ROS2中工作空间的基本操作，大家需要熟悉工作空间的创建和编译，同时要理解工作空间层次的概念（主要是环境变量的作用）。