ROS2 框架下运行 Python-工具盒子

ROS2 支持 Python 语言，本文记录 Python 创建 ROS2 节点的流程以及运行方式。

环境配置 {#环境配置}

安装好 ROS2 环境
安装好 Python 环境 (python 3.10)

我安装的 ros2 humbel 自带了 python 3.10, 使用其他版本的 python 会报错
安装 colcon

ROS2 创建单个节点 {#ROS2-创建单个节点}

建立文件夹 ros2-python-test，后续将在这里创建一系列子文件夹以用作不同的ROS2案例的工作空间。
然后创建我们的第一个文件夹（也即我们的第一个工作空间）：

接下来，切换到该工作空间下，本次ROS2的所有操作都将在该目录下操作。

确定了工作空间，就像盖房子已经选好了地址，打好了地基。

然后在这个地基上，就要开始搭建房子了，并且对房子进行各种定义。

ROS2是怎么搭建这个房子的呢？它是要先创建一个统一的固定名字的文件夹"src"，然后在这个文件夹下面再去具体定义各个房间。

因此，要先创建一个src文件夹，并切换到这个目录下。

在src文件夹下面定义各个房间早已经工程化了，直接在命令行属于ros2相关命令就能快速搭建好一个基础框架出来。

使用如下命令就可以创建包，这个包就是功能包。

ros2 会创建一系列 py 框架文件，当前文件结构如下：

虽然一下多了很多文件夹和文件，但是这些都是一个功能包的标配。

我们只需要在 package_001 中定义好一个节点，然后再在 setup.py 文件中配置好我们要调用这个节点就可以了。

在 package_001 中创建 node_001.py 文件，写入如下内容：

保存文件后，再更改下配置文件 setup.py。

console_scripts的值原本为空，这里需要将console_scripts的值添加上我们新建的节点，如下所示：

保存之后退出 setup.py 文件。

到这里终于把源码部分定义好了（相当与定义好了房间的框架），接下来，只需要编译一下这个工作空间（相当于快速填充墙体），一个最简单的房子就搭建好了。

因此我们回到工作空间目录 ros2_ws_demo001 下，执行如下命令进行编译就行了。

终端输出：

编译完成后，我们发现工作空间下又多出了几个文件夹。分别是build、install、和log。而在这几个文件夹下面又很多其他文件夹和文件生成。

执行 python 节点程序：

可以看到屏幕上打印了"hello，I am node_001"，这个正是我们在自定义节点里做的事。

新开一个终端，输入如下指令，可以检查下我们正在运行的节点列表（虽然目前只有一个节点在运行）：

小结 {#小结}

我们来稍微总结下使用python创建一个ros2节点并运行的整个过程：

1、创建一个独立的工作空间（其实就是创建了一个文件夹）；

2、在工作空间下创建src文件夹（源码文件夹），并在src下创建功能包（非常简单，使用ros2命令行工具直接就生成了）；

3、在功能包里面编辑一个节点python程序，唯一需要你动动脑子写的东西，但我们这个例子也才区区8行代码，已经简单到了极致；

4、在功能包里面配置setup.py文件，将我们上一步创建的节点程序调用起来；

5、回到工作空间，使用colcon工具编译（build）整个代码；

6、运行编译后的代码；

非官方方式 {#非官方方式}

事实上 Python 使用 ROS2 总线相对灵活，不一定需要上述 ros2 run 的方法，直接 Python 运行某个 py 文件也是一样的。

你可以自己试一下。

ROS2 创建两个节点 {#ROS2-创建两个节点}

稍微扩展下上面的代码，做两个ROS2节点，然后运行起来。

将上一节的工作空间复制出一个新的工作空间，接下来我将在这个新的工作空间里完成我新的测试。

现在我们在新的工作空间里面了。接下来要做的事情也是非常简单，将第一个节点文件复制生成第二个节点文件，并稍作编辑以作区分。

修改 node_002.py
把它配置到setup.py文件中：
然后，退回到新的工作空间下，删除之前的编译结果，重新进行编译。
编译完成后，在当前终端直接启动第一个节点：
然后新打开一个终端，运行第二个节点：
两个终端页面显示了我们输出的字符串：
然后再来打开一个终端确认下目前正在运行的节点有哪些：

可以看到两个节点在线

至此，我们实现了两个ROS2节点的创建并完成了调用。

ROS2 使用 launch 文件启动多个节点 {#ROS2-使用-launch-文件启动多个节点}

规范 {#规范}

launch 文件默认调用的 py 文件中存在 main() 函数,他会自动调用 main 函数,并将其中生成的节点命名为 launch 文件中配置的名称

该配置会在 package_001 文件夹中,调用 node_001.py 文件, 调用其中的 main() 函数,将生成的节点命名为 node_001_launch,调用的 Python 为当前终端环境中的默认 python 程序路径,也就是说, 通过 conda activate 的环境可以作用于 ros2

通过 launch 启动的节点在launch 程序结束时会调用 shutdown 关闭这些节点，直接运行 py 文件创建的节点如果没有及时运行 shutdown 可能会导致节点残留，即程序已经退出但是仍然可以被 ros2 发现的节点。