ros Python包如何编写

在ROS中编写Python包的关键步骤包括：创建ROS工作空间、初始化ROS包、编写Python节点、配置CMakeLists.txt和package.xml文件、编写launch文件、运行和测试。 其中，创建ROS工作空间是最基础的步骤，因为它为你的ROS包提供了一个独立的开发环境。本文将详细介绍如何编写一个ROS Python包，并涵盖从初始化到测试的每一步骤。

一、创建ROS工作空间

在开始编写ROS Python包之前，首先需要创建一个工作空间。这是一个目录结构，用于存放你的所有ROS包。以下是创建工作空间的步骤：

1. 创建工作空间目录

在你的终端中，运行以下命令来创建工作空间目录：

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

2. 初始化工作空间

运行以下命令来初始化工作空间：

source devel/setup.bash

通过上述步骤，你已经创建并初始化了一个ROS工作空间。接下来，我们将创建一个新的ROS包。

二、初始化ROS包

一个ROS包是一个功能模块，可以包括节点、库、参数和配置文件。我们将创建一个新的ROS包，并确保它支持Python。

1. 创建新包

在src目录中运行以下命令来创建新包：

cd ~/catkin_ws/src catkin_create_pkg my_python_package std_msgs rospy

这个命令创建了一个名为my_python_package的新包，并声明了对std_msgs和rospy的依赖。

2. 包结构

创建包后，你会看到以下目录结构：

my_python_package/ ├── CMakeLists.txt ├── package.xml ├── src/ └── scripts/

三、编写Python节点

接下来，我们将在scripts目录中编写一个简单的Python节点。

1. 创建Python脚本

在my_python_package/scripts目录下创建一个名为talker.py的Python文件，并添加以下内容：

#!/usr/bin/env python
import rospy
from std_msgs.msg import String
def talker():
    pub = rospy.Publisher('chatter', String, queue_size=10)
    rospy.init_node('talker', anonymous=True)
    rate = rospy.Rate(1) # 1 Hz
    while not rospy.is_shutdown():
        hello_str = "hello world %s" % rospy.get_time()
        rospy.loginfo(hello_str)
        pub.publish(hello_str)
        rate.sleep()
if __name__ == '__main__':
    try:
        talker()
    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

2. 添加执行权限

确保脚本具有可执行权限，运行以下命令：

chmod +x ~/catkin_ws/src/my_python_package/scripts/talker.py

四、配置CMakeLists.txt和package.xml

为了使ROS能够找到和执行你的Python脚本，你需要更新CMakeLists.txt和package.xml文件。

1. 更新CMakeLists.txt

编辑CMakeLists.txt文件，确保包含以下内容：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(my_python_package)
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  rospy
  std_msgs
)
catkin_package()
include_directories(
  ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)
catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/talker.py
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

2. 更新package.xml

编辑package.xml文件，确保包含以下内容：

<package format="2">
  <name>my_python_package</name>
  <version>0.0.0</version>
  <description>The my_python_package package</description>
  <maintainer email="user@todo.todo">user</maintainer>
  <license>TODO</license>
  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <build_depend>rospy</build_depend>
  <build_depend>std_msgs</build_depend>
  <exec_depend>rospy</exec_depend>
  <exec_depend>std_msgs</exec_depend>
  <export>
  </export>
</package>

五、编写launch文件

为了简化节点的启动过程，可以编写一个launch文件。

1. 创建launch目录

在my_python_package目录下创建一个名为launch的目录，并在其中创建一个名为talker.launch的文件：

mkdir ~/catkin_ws/src/my_python_package/launch touch ~/catkin_ws/src/my_python_package/launch/talker.launch

2. 添加内容

在talker.launch文件中添加以下内容：

<launch>
  <node name="talker" pkg="my_python_package" type="talker.py" output="screen"/>
</launch>

六、运行和测试

现在，你已经完成了所有必要的配置，可以编译你的工作空间并运行节点。

1. 编译工作空间

在终端中运行以下命令来编译工作空间：

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

2. 启动节点

通过运行以下命令来启动节点：

roslaunch my_python_package talker.launch

如果一切顺利，你应该会在终端中看到节点的输出信息。

七、进阶操作

1. 编写订阅节点

为了进一步测试和验证，可以编写一个订阅节点。

在my_python_package/scripts目录下创建一个名为listener.py的Python文件，并添加以下内容：

#!/usr/bin/env python
import rospy
from std_msgs.msg import String
def callback(data):
    rospy.loginfo(rospy.get_caller_id() + " I heard %s", data.data)
def listener():
    rospy.init_node('listener', anonymous=True)
    rospy.Subscriber("chatter", String, callback)
    rospy.spin()
if __name__ == '__main__':
    listener()

确保脚本具有可执行权限：

chmod +x ~/catkin_ws/src/my_python_package/scripts/listener.py

更新CMakeLists.txt文件以包含listener.py：

catkin_install_python(PROGRAMS
  scripts/talker.py
  scripts/listener.py
  DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)

在launch目录下创建一个新的launch文件名为listener.launch，并添加以下内容：

<launch>
  <node name="listener" pkg="my_python_package" type="listener.py" output="screen"/>
</launch>

编译工作空间并启动订阅节点：

cd ~/catkin_ws/ catkin_make roslaunch my_python_package listener.launch

八、使用项目管理系统

在开发过程中，使用项目管理系统可以大大提高效率和协作能力。推荐使用研发项目管理系统PingCode和通用项目管理软件Worktile。

1. PingCode

PingCode专为研发团队设计，提供了从需求到发布的全流程管理。它支持敏捷开发模式，方便团队成员协作和进度跟踪。

2. Worktile

Worktile是一款通用项目管理工具，适用于各种类型的项目管理需求。它提供了任务分配、进度跟踪、文档管理等功能，帮助团队提高工作效率。

通过以上步骤，你已经成功创建并测试了一个简单的ROS Python包。你可以根据需要扩展和优化你的包，并使用项目管理工具提高开发效率。