ROS 2经过一个快速迭代期后,逐渐进入了稳定更新,目前的最新版是2019年5月31日发布的Dashing Diademata,维护期两年。 关于ROS 2的介绍,古月居之前已经有很多篇文章进行了说明,大家可以参考:
- Why ROS 2.0?
- What is ROS 2.0 ?
- ROS 2发布第三个正式版——Crystal Clemmys
- ROS 2基础工具使用入门
- ROS 2 gazebo仿真入门
- ROS2 Python编程基础
- ROS 2中的话题与服务接口定义
今天我们就一起来尝试下Dashing版本的安装和使用。
一、安装ROS 2 Dashing
最新版本的ROS 2安装都比较轻松,和ROS 1的安装过程差异不大,按照命令输入就可以完成安装了。 1. 设置UTF-8编码
$ sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
$ sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
$ export LANG=en_US.UTF-8
2. 更新软件源
$ sudo apt update && sudo apt install curl gnupg2 lsb-release
$ curl http://repo.ros2.org/repos.key | sudo apt-key add -
$ sudo sh -c 'echo "deb [arch=amd64,arm64] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'
3. 安装ros2
$ sudo apt update
-- 桌面版安装(包含ROS, RViz, demos, tutorials)
$ sudo apt install ros-dashing-desktop
-- 基础版安装(包含通讯库、消息包、命令行工具,没有GUI工具)
$sudo apt install ros-dashing-ros-base
4. 安装自动补全工具 ros2的命令行使用argcomplete工具进行补全,所以需要安装该工具:
$ sudo apt install python3-argcomplete
5. 设置环境变量 和ROS 1一样,为了让系统找到ROS命令,安装完成后需要将以下语句添加到.bashrc中:
$ source /opt/ros/dashing/setup.bash
$ echo "source /opt/ros/dashing/setup.bash" >> ~/.bashrc
6. 安装RWM ROS 2默认安装的RWM是FastRTPS,也可以使用如下方式安装OpenSplice或RTI Connext的RWM:
$ sudo apt update
$ sudo apt install ros-dashing-rmw-opensplice-cpp # for OpenSplice
$ sudo apt install ros-dashing-rmw-connext-cpp # for RTI Connext (requires license agreement)
在使用的时候通过设置环境变量,即可更换需要的RWM:
RMW_IMPLEMENTATION=rmw_opensplice_cpp
RMW_IMPLEMENTATION=rmw_connext_cpp
7. 安装ROS 1 目前ROS 2的功能还不是很全面,很多功能包需要依赖ROS 1,所以还是需要安装ROS 1的,安装方法可以参考ROS 1 wiki教程。 ROS 2和ROS 1之间通过ros-bridge通信,需要安装:
$ sudo apt update
$ sudo apt install ros-dashing-ros1-bridge
未来如果还有什么包需要安装的话,使用以下命令的形式就OK啦!
$ sudo apt-get install ros-dashing-XXX
安装好的ROS 2及其功能包依然是放置在/opt/ros路径下边。
二、创建工作空间&编译运行
安装完成后,我们当然要迫不及待的试下ROS 2了,还记不记得ROS 1的wiki教程,第一步要干什么? 没错,创建工作空间!在ROS 2中创建工作空间非常简单,在home下创建一个文件夹即可:
$ mkdir -p ~/ros2_ws/src
$ cd ~/ros2_ws
然后和ROS 1一样,在工作空间下编译,这里使用的可不是catkin_make命令,而是ROS 2全新升级的colcon编译器,使用的编译命令也改成了“colcon build”。 因为没有任何功能包,所以编译很快,再看看工作空间下,是不是多出了几个文件夹: 其中的build和install大家应该都很熟悉,和ROS 1是一样的,但是多出了一个log文件夹,用来保存编译过程中的日志信息。小伙伴们可以回忆一下,ROS 1中的log文件是放在哪里的呢? 现在我们就可以试试编译功能包了。这里我们直接使用官方提供的example试试,在src中下载功能包源码:
$ git clone https://github.com/ros2/demos.git
然后回到工作空间下使用“colcon build”编译: 编译完成的功能包都会放置在install文件夹下,可以偷偷看下有没有顺利生成可执行文件。 接下来就可以运行节点了,当然不能忘记设置环境变量:
$ source install/setup.bash
然后运行talker和listener节点:
$ ros2 run demo_nodes_cpp listener
$ ros2 run demo_nodes_cpp talker
现在两个节点就开始通信了,有没有发现,我们并没有使用类似roscore的命令启动master,这就是ROS 2最大的改变,真正成为了去中心化的分布式系统。
三、创建功能包&节点编程
以上我们使用官方提供的功能包,那么如何创建自己的功能包呢?同样使用ROS 2提供的命令行工具。比如说我们想创建一个叫learning_ros2的功能包,那么可以直接使用以下命令创建:
$ ros2 pkg create learning_ros2
接下来打开创建成功的learning_ros2功能包中的src文件夹,我们尝试写几个ROS 2节点,实现最基本的服务和话题通信。 比如一个发布者节点ros2_talker.cpp:
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "rcutils/cmdline_parser.h"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"
using namespace std::chrono_literals;
class Talker : public rclcpp::Node
{
public:
Talker() : Node("talker")
{
//ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
rclcpp::QoS qos(rclcpp::KeepLast(7));
pub_ = this->create_publisher<std_msgs::msg::String>("chatter", qos);
auto publish_message = [this]() -> void {
msg_ = std::make_unique<std_msgs::msg::String>();
msg_->data = "Hello World: " + std::to_string(count_++);
RCLCPP_INFO(this->get_logger(), "Publishing: '%s'", msg_->data.c_str());
//chatter_pub.publish(msg);
pub_->publish(std::move(msg_));
};
// Use a timer to schedule periodic message publishing.
timer_ = this->create_wall_timer(1s, publish_message);
}
private:
size_t count_ = 1;
std::unique_ptr<std_msgs::msg::String> msg_;
rclcpp::Publisher<std_msgs::msg::String>::SharedPtr pub_;
rclcpp::TimerBase::SharedPtr timer_;
};
int main(int argc, char * argv[])
{
//ros::init(argc, argv, "talker");
rclcpp::init(argc, argv);
//ros::NodeHandle n;
auto node = std::make_shared<Talker>();
//ros::spin();
rclcpp::spin(node);
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
再比如一个订阅者节点:
#include <iostream>
#include <memory>
#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "std_msgs/msg/string.hpp"
//void chatterCallback(const std_msgs::String::ConstPtr& msg)
void chatterCallback(const std_msgs::msg::String::SharedPtr msg)
{
std::cout << "I heard: [" << msg->data << "]" << std::endl;
}
int main(int argc, char * argv[])
{
//ros::init(argc, argv, "listener");
rclcpp::init(argc, argv);
//ros::NodeHandle n;
auto node = rclcpp::Node::make_shared("listener");
//ros::Subscriber sub = n.subscribe("chatter", 1000, chatterCallback);
auto sub = node->create_subscription<std_msgs::msg::String>(
"chatter", 10, chatterCallback);
//ros::spin();
rclcpp::spin(node);
return 0;
}
* 注释是对应于ROS1的实现API,代码内容较多,完整功能包请参考: https://github.com/huchunxu/ros2_demos 代码完成之后,还需要修改CMakeLists文件,添加编译规则:
add_executable(ros2_talker src/ros2_talker.cpp)
ament_target_dependencies(ros2_talker rclcpp std_msgs)
add_executable(ros2_listerner src/ros2_listerner.cpp)
ament_target_dependencies(ros2_listerner rclcpp std_msgs)
add_executable(ros2_server src/ros2_server.cpp)
ament_target_dependencies(ros2_server example_interfaces rclcpp)
add_executable(ros2_client src/ros2_client.cpp)
ament_target_dependencies(ros2_client example_interfaces rclcpp)
接下来就是在工作空间下编译啦!编译成功后,打开install下的lib文件夹,即可找到编译成功的可执行文件。 最激动人心的莫过于运行自己实现的程序啦: 运行之后,我们不妨理性的分析下ROS 2的代码和ROS 1的代码,到底有什么区别,古月君总结了以下几点:
- ROS2中的API相比ROS1中发生了较大的变化,ROS2并不是在ROS1的基础上查漏补缺,而是完全从新设计。关于ROS2的API说明,可以参考API文档:http://docs.ros2.org/dashing/api/rclcpp/index.html
- 使用了更多C++的特性,比如auto、make_shared等。
- 加入了QoS配置,QoS默认的配置rmw_qos_profile_default。
- 代码的总体架构还是与ROS1极为相似的。
四、URDF&Rviz&Gazebo
ROS 2当然少不了URDF、Rviz、Gazebo等重量级的工具,具体使用方法各位可以参考开头推荐的以往文章,操作过程完全一致。 好啦,今天的尝鲜就到这里,不知各位感觉ROS 2的味道如何呀?