Launch学习

参考博客：
(1) 史上最全的launch的解析来啦，木有之一欧

1 ROS工作空间简介

在这里插入图片描述

2 元功能包

src目录下可以包含多个功能包，假设需要使用机器人导航模块，但是这个模块中包含着地图、定位、路径规划等不同的功能包，它们的逻辑关系如下：

在这里插入图片描述
在Linux系统中为了更方便的组织工程项目（这里针对的是项目文件，即功能包），出现了“元功能包”的概念。这个是一个“虚包”，就是这个功能包的src目录下没有源文件，因此自身不会实现专属功能，其功能的实现完全依赖于其他的功能包，起到一个组织功能包的作用。

以导航模块中的元功能包为例：
在这里插入图片描述 navigation功能包为元功能包（metapackage），元功能包中由于没有src目录因此无需添加任何依赖项，因为这个功能包没有自己的专属功能，它的功能是借助其他的功能包的功能来实现的。元功能包有两个文件即可：一个是package.xml文件：用于声明元功能包所依赖的其他功能包；另一个是CMakelist.txt文件：用于指定功能包之间的依赖关系。

CMakelist.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)  
project(navigation)  
find_package(catkin REQUIRED)  
catkin_metapackage() // 只需添加此条内容即可

package.xml

<exec_depend>amcl</exec_depend>  
<exec_depend>base_local_planner</exec_depend>  
<exec_depend>carrot_planner</exec_depend>  
<exec_depend>clear_costmap_recovery</exec_depend>  
<exec_depend>costmap_2d</exec_depend>  
<exec_depend>dwa_local_planner</exec_depend>  
<exec_depend>fake_localization</exec_depend>  
<exec_depend>global_planner</exec_depend>  
<exec_depend>map_server</exec_depend>  
<exec_depend>move_base</exec_depend>  
<exec_depend>move_base_msgs</exec_depend>  
<exec_depend>move_slow_and_clear</exec_depend>  
<exec_depend>navfn</exec_depend>  
<exec_depend>nav_core</exec_depend>  
<exec_depend>rotate_recovery</exec_depend>  
<exec_depend>voxel_grid</exec_depend>  <export>  <metapackage/> // 表征：这个功能包为元功能包
</export>

3 Launch文件

Launch文件：源文件的组织者
① 节点启动标签

<launch>  <node pkg = "turtlesim" type = "turtlesim_node" name = "my_node"/>  <node pkg = "turtlesim" type = "turtle_teleop_key" name = "my_key"/>  
</launch>

Tip：因为ROS中采用多线程，因此节点的运行不会按照节点在launch中排列顺序进行。

pkg：功能包的名称
type：节点本来的名称，这个名称和节点所在.cpp源文件的文件名一致
name：节点重映射的名称，相当于在系统中给节点所在源文件改了个名字

launch标签有一个子级标签deprecated，用于文本说明：

<launch deprecated="this vision is out-of-date!">  
</launch>

如果认为给很多节点取名太麻烦，可以使用name=”$(anon node_name)”标签在节点node_name名称之后加一些随机数，使得该节点名称在整个catkin编译项目中唯一：

<launch deprecated="this vision is out-of-date!">  <!-- the topic of turtlesim_node is /turtle1/cmd_vel -->  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="$(anon my_node)"/>  <!-- the topic of turtle_teleop_key is /turtle1/cmd_vel -->  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>  
</launch>

意外关闭后自动启动的子级标签
respawn = true|false 表示：如果节点意外关闭是否重新启动

<launch>  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" respawn="true"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" respawn="true"/>  
</launch>

节点延迟启动的子级标签，一般结合节点重启动是使能标签respawn（如果节点异常退出运行，那么该节点会被重新启动）一起使用

<launch>  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" respawn="true" respawn_delay="10"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" respawn="true" respawn_delay="10"/>  
</launch>

如果XXX节点结束运行（XXX节点被杀死），则所有节点都停止运行

<launch>  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" required="true"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" />  
</launch>

给节点名称添加前缀（给节点添加命名空间）的子级标签

<launch>  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" ns="hello"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key"/>  
</launch>

② 参数设置标签
设置global全局参数

<launch><param name="var" type="int" value="10"/>
</launch>

结合标签设置带有命名空间的私有参数

<launch><node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/><node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"><param name="var1" type="int" value="20"/></node>
</launch>

③ 参数打包输入输出删除的标签
从.yaml文件中读取参数:

<launch><rosparam command="load" file="$(find test01)/launch/params.yaml"/><node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/> <param name="var" type="int" value="10"/>  
</launch>

将.yaml参数文件中的参数导入参数服务器时，我们还可以给这些参数添加namespace命名空间：

<launch>  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>  <param name="var" type="int" value="10"/>  <rosparam command="load" file="$(find test01)/launch/params.yaml" ns="hello"/>  
</launch>

将参数打包输入进.yaml文件中，这样做啥变量都没导进去：
在这里插入图片描述

<launch>  <rosparam command="dump" file="$(find test01)/launch/input.yaml"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>  <param name="var" type="int" value="10"/>  
</launch>

我们要想导入参数必须另建一个.launch文件，在使用上述launch文件启动完所有节点之后，在另一个launch文件中执行该功能包参数的导出操作：

<launch><rosparam command="dump" file="$(find test01)/launch/input.yaml" />
</launch>

<launch>  <rosparam command="dump" file="$(find test01)/launch/input.yaml"/>  <rosparam command="delete" param="/hello/n1"/>  
</launch>

④ 参数统一管理的标签

<launch>  <arg name="car_width" default="[1,2,3,4]" doc="the width of car"/>  <rosparam param="a_list">$(arg car_width)</rosparam>  <rosparam>  Name:  a: 9  b: "hello"  c: $(arg car_width)  </rosparam>  
</launch>

⑤ 改topic名称的标签

<launch>  <!-- the topic of turtlesim_node is /turtle1/cmd_vel -->  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>  <remap from="/turtle1/cmd_vel" to="new_topic"/>  
</launch>

⑥ 节点组织标签
就是给被<group>…</group>包含的所有参数、节点的属性加上了namespace

<launch deprecated="this vision is out-of-date!">  <group ns="family">  <!-- the topic of turtlesim_node is /turtle1/cmd_vel -->  <node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>  <!-- the topic of turtle_teleop_key is /turtle1/cmd_vel -->  <node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>  <rosparam command="load" file="$(find test01)/launch/params.yaml" ns="hello"/>  <arg name="car_width" default="[1,2,3,4]" doc="the width of car"/>  <rosparam param="a_list" value="$(arg car_width)"/>  <rosparam>  Name:  a: 9  b: "hello"  c: [1,2,3,4]  </rosparam>  <param name="var" type="int" value="$(arg car_width)"/>  </group>  
</launch>

⑦ 启动其他launch文件的标签

<launch>  <include file="$(find test01)/launch/test01_launch.launch">  <arg name="car_width" default="10"/>  </include>  
</launch>

4 功能包/源文件/launch文件组织工具

在这里插入图片描述文件组织形式如下所示：

5 功能包绝对路径替换标签

标签格式：$(find package_name)
使用示例：

<launch>  <include file="$(find tf2_turtle)/launch/setupGUI.launch"/>  
</launch>

6 工作空间下绝对路径替换标签

下面是test1.launch调用setupGUI.launch文件的代码，并且两个launch文件在一个文件夹之中：

<launch>  <include file="$(dirname)/setupGUI.launch"/>  
</launch>

$(dirname)代表“test1.launch文件所在工作空间的绝对地址

7 Launch文件

列出几个Launch文件自测一下学习成果

<?xml version="1.0"?>
<launch><!--  加载车模型 --><include file="$(find vehicle_description)/launch/estima_black.launch" /><!--  --><node pkg="car_simulation" type="car_model_node" name="car_simulation" output="screen" />
</launch>

<launch><include file="$(find global_routing)/launch/global_routing.launch"/><!-- 车辆仿真 --><include file="$(find car_simulation)/launch/car_simulation.launch" /><!-- rviz --><node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" args="-d $(find global_routing)/config/planning_demo.rviz"/>  
</launch>

<?xml version="1.0"?>
<launch><!-- 其他launch文件传入的参数 --><arg name="is_planner"/><arg name="is_lateral_optimization"/><arg name="is_change_lane"/><arg name="is_carla_simulation"/><arg name="ego_vehicle_name"/><arg name="is_parking"/><arg name="is_goal"/><!-- 模拟动态障碍物的加载文件，这些都是录好的轨迹点，播放这个文件就可以实现障碍物移动 --><param name="obstacle_test_path" value="$(find dynamic_routing)/obstacle_files"/><!-- 加载存储的其他参考线数据 --><param name="referenceline_path" value="$(find dynamic_routing)/other_referenceline_files"/><!-- yaml文件 --><param name="yaml_path" value="$(find dynamic_routing)/config"/><!-- 规划算法选择 --><param name="use_what_planner"  value="$(arg is_planner)"/><!-- 变道决策是否开启 --><param name="change_lane"  value="$(arg is_change_lane)"/><!-- 是否使用二次规划，选择了lattice规划，选择这个才有效果 --><param name="use_lateral_optimization"  value="$(arg is_lateral_optimization)"/><!-- 是否选择carla联合仿真 --><param name="carla_simulation"  value="$(arg is_carla_simulation)"/><!-- role_name --><param name="role_name"  value="$(arg ego_vehicle_name)"/><!-- carla 停车场景 --><param name="parking_mode" value="$(arg is_parking)"/><!-- 在frenet规划下的参数设置，lattice规划不用这些 --><!-- COLLISION_CHECK_THRESHOLD 距离障碍物的最短距离 --><param name="COLLISION_CHECK_THRESHOLD" type="double" value="2" /><!-- 调整轨迹的长度 --><param name="MaxT" type="double" value="11" /><param name="MinT" type="double" value="9" /><!--  判断与终点的停车距离阈值 --><param name="goal_distanse"  type="double" value="$(arg is_goal)"/><!-- 打开 Hybrid_a_star 的测试图 --><!-- mapserver提供了一个ROS节点，该节点通过一个ROS Service来提供地图数据 --><node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(find dynamic_routing)/maps/map.yaml" ><param name="frame_id" value="map" /></node><!--Open palnner的launch参数，顺便加载dynamic节点 --><include file="$(find dynamic_routing)/launch/op_common_params.launch" /><!-- DWA --><arg name="dwa_params" default="$(find dynamic_routing)/config/dwa_params.yaml"/><rosparam command="load" file="$(arg dwa_params)"/>
</launch>

<?xml version="1.0"?>
<launch><!-- 是否使用carla联合仿真 --><arg name="carla"  default="false"/>   <arg name="ego_vehicle_name"  default="ego_vehicle"/>  <param name="carla_simulation" value="$(arg carla)"/><param name="role_name" value="$(arg ego_vehicle_name)"/><!-- 不能改这里的参数 --><arg name="parking" default="false"/><param name="parking_mode" value="$(arg parking)"/><!-- ros单独仿真下的controller，carla不适用: 1 stanley  2 lqr 3 pure_pursuit4 pid 5 mpc  --><arg name="control"  value="2"/>  <param name="use_what_controller" value="$(arg control)"/><!-- planner: 1是纯frenet规划2是lattice规划3是em_palnner规划4是混合A*规划5是op_planner规划6是DWA规划7是Teb规划8是simple_em(EM的简化版本，待更新)--><arg name="planner"  value="7"/>    <param name="use_what_planner" value="$(arg planner)"/><!-- 是否使用二次规划，选择了lattice规划，选择这个才有效果 --><!-- false：lattice 采样规划，true：lattice 二次规划 --><arg name="use_lateral_optimization" default="false"/>    <!-- 是否开启变道决策，变道选择的是Lattce采样规划，其他方法不使用 --><arg name="change_lane"  default="false"/>    <!-- 参考线平滑的方式选择: true:CosThetaSmoother  false:FemPosSmooth--><arg name="which_smoother" default="false"/>    <param name="which_smoothers" value="$(arg which_smoother)"/><!--  判断与终点的停车距离阈值 --><arg name="goal_dis"  value="0.5"/>  <param name="goal_distanse"  type="double" value="$(arg goal_dis)"/><!-- 局部规划 --><include file="$(find dynamic_routing)/launch/dynamic_routing.launch" ><arg name="is_planner" value="$(arg planner)" /><arg name="is_lateral_optimization" value="$(arg use_lateral_optimization)" /><arg name="is_change_lane" value="$(arg change_lane)" /><arg name="is_carla_simulation" value="$(arg carla)" /><arg name="ego_vehicle_name" value="$(arg ego_vehicle_name)" /><arg name="is_parking" value="$(arg parking)"/><arg name="is_goal" value="$(arg goal_dis)"/></include><!-- carla联合仿真下的控制方法和参数  --><!-- LQR_dynamics  LQR_kinematics Stanley PurePursuit --><param name="control_method" value='LQR_kinematics'/>  <!-- "PurePursuit"增益系数 --><param name="k_pure" type="double" value="0.3" /> <!-- "Stanley"增益系数  --><param name="k_cte" type="double" value="100" /> <param name="kp"  value="0.5" /><param name="ki" type="double" value="0.02" /><param name="kd" type="double" value="0.05" /><!-- LQR Q R矩阵参数 --><param name="Q_ed" type="double" value="20.0" /><param name="Q_ed_dot" type="double" value="1.0" /><param name="Q_ephi" type="double" value="10.0" /><param name="Q_ephi_dot" type="double" value="1.0" /><param name="R_value" type="double" value="40.0" /><!--  --><param name="Q_ex_k" type="double" value="3.0" /><param name="Q_ed_k" type="double" value="3.0" /><param name="Q_ephi_k" type="double" value="1.5" /><param name="R_value_k" type="double" value="4.0" /><!-- 全局规划 --><node pkg="global_routing" type="global_routing_node" name="global_routing" output="screen" /></launch>