摘要                                          

ROS机器人操作系统在机器人应用领域很流行，依托代码开源和模块间协作等特性，给机器人开发者带来了很大的方便。我们的机器人“miiboo”中的大部分程序也采用ROS进行开发，所以本文就重点对ROS基础知识进行详细的讲解，给不熟悉ROS的朋友起到一个抛砖引玉的作用。本章节主要内容：

1.ROS是什么

2.ROS系统整体架构

3.在ubuntu16.04中安装ROS kinetic

4.如何编写ROS的第一个程序hello_world

5.编写简单的消息发布器和订阅器

6.编写简单的service和client

7.理解tf的原理

8.理解roslaunch在大型项目中的作用

9.熟练使用rviz

10.在实际机器人上运行ROS高级功能预览

8.理解roslaunch在大型项目中的作用

（1）roslaunch的作用

在一个大型的机器人项目中，经常涉及到多个node协同工作，并且每个node都有很多可设置的parameter。比如我们的机器人miiboo_nav导航项目，涉及到地图服务节点、定位算法节点、运动控制节点、底盘控制节点、激光雷达数据获取节点等众多节点，和几百个影响着这些node行为模式的parameter。如果全部手动rosrun逐个启动node并传入parameter，工程的复杂程度将难以想象。所以这个时候就需要用roslaunch来解决问题，将需要启动的节点和需要设置的parameter全部写入一个*.launch文件，然后用roslaunch一次性的启动*.launch文件，这样所有的节点就轻而易举的启动了。miiboo_nav导航项目的miiboo_nav.launch文件内容如图28。

（图28）miiboo_nav导航项目的miiboo_nav.launch文件内容

（2）launch标签介绍

launch文件采用xml文本标记语言进行编写，对比较常用的标签进行介绍。

<launch>标签：

这个是顶层标签，所有的描述标签都要写在<launch></launch>之间。

<launch>
...
</launch> 

<node>标签：

这个是最常见的标签，每个node标签里包含了ROS图中节点的名称属性name、该节点所在的包名pkg、节点的类型type（type为可执行文件名称，如果节点用c++编写；type为*.py，如果节点用python编写）、调试属性output（如果output=“screen”，终端输出信息将被打印到当前控制台，而不是存入ROS日志文件）。

<node name=”xx” pkg=”xx” type=”xx” output=”xx”>
...
</node> 

<include>标签：

这个标签是用于导入另一个*.launch文件到当前文件。也就是说高层级的launch文件可以通过include的方法调用其它launch文件，这样可以使launch文件的组织方式更加模块化，便于移植与复用。

<include file=”$(find pkg_name)/launch/xx.launch”/>

<remap>标签：

这个标签是用于将topic的名称进行重映射， from中填入原来的topic名称，to中填入新的topic名称。<remap>标签根据放置在launch文件的层级不同，在相应的层级起作用。

<remap from=”orig_topic_name” to=”new_topic_name”/>

<param>标签：

这个标签用于在参数服务器中创建或设置一个指定名称的参数值。

<param name=”param_name” type=”xx” value=”xx”/>

<rosparam>标签：

这个标签用于从yaml文件中一次性导入大量参数到参数服务器中。

<rosparam command=”load” file=”$(find pkg_name)/path_to_file.yaml”/>

<arg>标签：

这个标签用于在launch文件中定义用于存储的临时变量，该标签定义的变量只在当前launch文件中使用。推荐使用第一种方式赋值，这样可以方便从命令行中传入参数。

<arg name=”xx” default=”xx”/>
或者
<arg name=”xx” value=”xx”/>

<group>标签：

这个标签用于将node批量划分到某个命名空间。便于大项目中节点的批量管理。

<group ns=”group_one”>
< node ... />
< node ... />
</group>

<group ns=”group_two”>
< node ... />
< node ... />
</group>

（3）launch的使用方法

首先在相应功能包目录下新建一个launch文件夹。

然后在launch文件夹中新建*.launch文件，并按照上面的launch标签规则编写好launch文件的内容。

最后在终端中用roslaunch命令启动launch文件，命令如下：

cd ~/catkin_ws/
source devel/setup.bash
roslaunch <pkg_name> <file_name.launch> 

特别说明，由于roslaunch命令会自动去启动roscore，所以不需要像之前使用rosrun那样特意先去手动启动roscore。