《精通ROS機器人編程（原書第2版） 》 —1.4　理解ROS的文件系統

1.4　理解ROS的文件系統

ROS不僅是一個開發框架，它提供了各種工具和軟件庫，還提供了類似OS的功能（如硬件抽象、軟件包管理、開發人員工具鏈等），因此我們可以將 ROS 視為一種超操作系統（meta-operating system）。與真正的操作系統一樣， ROS 文件以特定的方式組織在硬盤上，如圖1-1所示。

圖1-1　ROS文件系統級

以下是文件系統中每個模塊的說明：

軟件包：ROS軟件包是ROS框架中最基本的單位，它們包含一個或多個ROS程序 （稱為節點）、庫、配置文件等。它們組合在一起作為一個單元。軟件包是 ROS 軟件中基本的構成項和發布項。

超軟件包：超軟件包指的是一個或多個相關的軟件包以松散的形式組合在一起。本質上講，超軟件包是一種虛擬軟件包，不包含任何源代碼，也不包含常見軟件包中的各種文件。

超軟件包清單：超軟件包清單類似于軟件包清單，區別在于它可能包含其他軟件包，即那些運行時需要的依賴項，并且聲明了一個export（導出）標識。

消息 （.msg）：ROS消息是從一個ROS進程發送到另一個進程的一種信息。我們可以在一個軟件包的 msg 文件夾中定義消息（my_package/msg/MyMessageType.msg），其中“.msg”是消息文件的擴展名。

服務（.srv）：ROS服務是一種進程間的請求/應答方式。應答和請求的數據類型可以在一個軟件包的srv文件夾內定義 （my_package/srv/MyServiceType.srv）。

軟件包倉庫：大多數ROS 軟件包采用版本控制系統（Version Control System，VCS） 進行維護，如 Git、Subversion（svn）、Mercurial （hg） 等。在一個版本控制系統下的一組軟件包稱為軟件包倉庫，倉庫中的軟件包可以通過catkin自動發布工具bloom進行對外發布。

圖1-2是一個軟件包的文件和文件夾的組織示意圖，后面幾節將介紹如何創建這個軟件包。

1.4.1　ROS軟件包

ROS軟件包的典型結構如圖1-3所示。

圖1-3　C++ ROS軟件包的典型結構

下面簡單介紹每個文件夾和文件的用途：

config：ROS 軟件包用到的所有配置文件都在此文件夾中。此文件夾由用戶創建，一般習慣將其命名為 config，將配置文件放置其中。

include/package_name：此文件夾包含了ROS 軟件包用到的頭文件和庫文件。

script：可執行的 Python 腳本放在此文件中。在圖1-3中，我們可以看到兩個示例腳本。

src：此文件夾存放C++ 源代碼。

launch：此文件夾存放啟動一個或多個 ROS 節點的啟動文件。

msg：此文件夾包含用戶定制化消息的定義。

srv：此文件夾包含各種服務的定義。

action：此文件夾包含動作文件。下一章將介紹這類文件的詳細內容。

package.xml：這是軟件包清單文件。

CMakeLists.txt：此文件包含編譯軟件包的各類指令。

為了能創建、修改、使用 ROS軟件包，我們需要先了解一些常用命令。下面是一些使用ROS軟件包的常用命令：

catkin_create_pkg：此命令用于創建一個新軟件包。

rospack：此命令用于獲取軟件包相關的信息。

catkin_make：此命令用于在工作區中編譯軟件包。

rosdep：此命令將安裝一個軟件包所需的系統依賴項。

為了能使用軟件包，ROS提供了一個類似bash的命令，將其命名為rosbash（http://wiki.ros.org/rosbash）， 可用于瀏覽和操作ROS軟件包。下面是若干rosbash 命令：

roscd：此命令用軟件包的名稱、軟件包集的名稱或特殊位置信息切換當前所在文件夾。如將軟件包的名稱作為參數傳給該命令，系統將切換到那個軟件包所在的文件夾。

roscp：此命令用于從軟件包中復制文件。

rosed：此命令用于使用 vim 編輯器編輯一個文件。

rosrun：此命令用于在軟件包內運行一個可執行文件。

圖1-4顯示了常見的軟件包內package.xml 文件的定義。

圖1-4　軟件包的package.xml 文件結構

軟件開發

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