ROS如何支持python3

ROS（Robot Operating System）如何支持Python3：通过ROS Noetic、使用catkin工具构建、替换Python依赖项。为了更好地理解ROS对Python3的支持，本文将详细探讨ROS与Python3兼容的具体方法，并分享一些在实际应用中的个人经验。

ROS（Robot Operating System）是一个用于机器人软件开发的灵活框架，它提供了一系列工具和库，帮助开发者构建复杂的机器人系统。然而，随着Python3逐渐成为主流编程语言，ROS对Python3的支持变得尤为重要。ROS Noetic是第一个默认支持Python3的ROS版本，因此对于那些希望在Python3环境中开发机器人应用的开发者来说，ROS Noetic是一个理想的选择。

一、ROS Noetic 和 Python3

ROS Noetic是ROS1系列的最新发行版，它默认支持Python3。这意味着开发者可以直接在Python3环境中使用ROS Noetic，而不需要进行额外的配置或改动。

1. 安装和配置ROS Noetic

要使用ROS Noetic，首先需要在系统上进行安装和配置。以下是一个简单的安装步骤：

添加ROS Noetic软件源：

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list' sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654 sudo apt update

安装ROS Noetic：

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

初始化rosdep：
```
sudo rosdep init
rosdep update
```

设置环境变量：

echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

安装rosinstall工具：

sudo apt install python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential

通过以上步骤，ROS Noetic已经成功安装并配置好，接下来可以在Python3环境中进行开发。

二、使用catkin工具构建Python3项目

catkin是ROS推荐的构建系统，它可以帮助开发者管理和构建ROS工作空间。在Python3环境中使用catkin工具，可以确保项目与ROS Noetic的兼容性。

1. 创建工作空间

首先，创建一个新的catkin工作空间：

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

2. 配置工作空间环境

在工作空间中执行以下命令，配置环境变量：

source devel/setup.bash

3. 创建Python3包

使用catkin创建一个新的Python3包：

cd src catkin_create_pkg my_python3_pkg rospy std_msgs

4. 编写Python3节点

在my_python3_pkg包中编写一个简单的Python3节点。例如，创建一个名为talker.py的文件：

#!/usr/bin/env python3
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(10) # 10hz
    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

记得为文件添加可执行权限：

chmod +x src/my_python3_pkg/scripts/talker.py

5. 构建和运行包

在工作空间根目录下执行：

catkin_make source devel/setup.bash rosrun my_python3_pkg talker.py

三、替换Python依赖项

在某些情况下，您可能需要将ROS包中的Python2依赖项替换为Python3版本。以下是一些常见的替换方法：

1. 替换Python解释器

确保所有Python脚本都使用Python3解释器。可以通过以下命令检查并替换：

sed -i 's/env python/env python3/' $(grep -rl 'env python' src/)

2. 安装Python3版本的ROS依赖项

使用rosdep工具安装Python3版本的ROS依赖项：

rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro=noetic -y --skip-keys=python

四、实际应用中的经验分享

在实际应用中，迁移到Python3环境可能会遇到一些挑战。以下是一些个人经验和建议：

1. 测试和验证

在迁移过程中，务必进行充分的测试和验证。确保所有脚本和节点在Python3环境中正常运行，并且没有功能缺失或错误。

2. 使用虚拟环境

为了隔离不同项目的依赖项，建议使用Python虚拟环境（virtualenv）。这可以避免包冲突，并确保环境的一致性。

3. 文档和社区支持

充分利用ROS和Python社区提供的文档和支持资源。在遇到问题时，可以查阅官方文档或在社区论坛中寻求帮助。

五、总结

ROS Noetic的发布大大简化了在Python3环境中开发机器人的过程。通过使用ROS Noetic、catkin工具构建、替换Python依赖项等方法，开发者可以轻松地在Python3环境中进行ROS开发。希望本文提供的详细步骤和个人经验能够帮助您更好地理解和应用ROS与Python3的兼容性。

无论是初学者还是经验丰富的开发者，都可以通过本文提供的指导和建议，顺利地在Python3环境中进行ROS开发。通过不断地实践和探索，您将能够更好地掌握ROS和Python3的结合应用，为机器人开发带来更多创新和可能性。

六、推荐项目管理工具

在进行ROS项目开发时，管理和协调团队任务是至关重要的。为此，我推荐使用以下两个项目管理工具：

研发项目管理系统PingCode：PingCode是一款专为研发团队设计的项目管理工具，提供了强大的任务管理、代码管理和测试管理功能，帮助团队高效协作。
通用项目管理软件Worktile：Worktile是一款通用的项目管理软件，适用于各种类型的项目。它提供了灵活的任务分配、进度跟踪和团队沟通功能，是管理ROS开发项目的理想选择。

通过使用这些工具，您可以更好地管理和协调团队任务，提高开发效率，确保项目顺利进行。