ROS2学习笔记（十）-- ROS2 launch启动文件

溪风沐雪

分类：ROS2

发布时间 2023.05.07阅读数 4017 评论数 0

简介：接触过ROS1的同学对launch肯定不陌生，在ROS1中，我们常用launch实现node和master同时启动、多节点同时启动配置等功能，ROS2中的launch也是用于多节点启动、配置功能，但是在使用方法上有了很多不同，ROS1只支持xml格式的.launch文件配置，ROS2在兼容xml的基础上，还支持yaml和python格式，而python格式的launch是我的学习重点，因为相对于另外两种配置方式，使用python更加灵活：

python拥有众多的函数库，可以在启动文件中使用；
ROS2通用启动特性和特定启动特性是用Python编写的，因此可以访问XML和YAML可能没有公开的启动特性；

注：ROS1到ROS2的启动文件迁移，可以参考官方文档相关教程。

接下来，我们先学习launch常规简单的用法。

3.1.2 在启动文件中加载yaml配置文件

3.2 主题的重映射

3.3 环境变量引用

1、创建launch文件启动多个节点

与ROS1类似，我们可以把多个节点启动配置直接写到同一个launch文件内直接启动，例如同时启动duckiebot和control两个节点：

$ cd ~/ros2_ws
$ mkdir launch
$ touch launch/both_launch.py

编辑both_launch.py文件内容如下：

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
 
def generate_launch_description():
    return LaunchDescription([
        Node(
            package='duckiebot',
            namespace='duckietown',
            executable='duckiebot_node',
            name='duckiebot_node1'
        ),
        Node(
            package='control',
            namespace='duckietown',
            executable='control_node',
            name='control_node1'
        )
    ])

该文件配置启动了两个节点，同时设定了一些配置，其中package和executable我们对比ros2 run命令来理解：

$ ros2 run <package> <executable>

namespace和name我们用一个实际例子来理解，保存上述文件，配置环境变量，通过ros2 launch命令启动该文件：

$ source install/setup.bash
$ ros2 launch launch/both_launch.py

启动后，可以通过方向键控制小车行走，可以通过tab键切换地图，可以通过W/A/D键实现直行、左转与右转，这些都是我们之前完成的功能。

然后新开一个终端，执行几个命令：

$ ros2 node list

$ ros2 node info /duckietown/duckiebot_node1

由以上测试可知，namespace就是在节点的名称、主题、服务、动作原有名称之前增加了一个字段，这个功能可以用来区分多个相同功能的节点，例如在同一个域内有若干台相同的机器人，那么每个机器人都应该有自己的namespace，否则就乱套了；而name就是重新指定了节点运行时的名称，会覆盖代码中的设定。

2、为每个节点创建自己的launch文件

上文介绍了一个launch文件启动多个节点的方法，但是在大型项目中，一般不会使用上述方法，原因是可维护性太差，大型项目功能节点会比较多，每个功能节点都可能有自己的特殊配置，而且节点的实现可能来自于多个开发人员，由一个启动文件来启动配置所有节点就不太方便了，所以一般的做法是每个节点都维护自己启动文件，然后用一个启动文件统一调用各节点的启动文件。

2.1 单节点启动文件

先以duckiebot节点为例，在节点包内创建launch目录，在目录下新建duckiebot_node_launch.py文件，一般文件名以_launch结尾（非必要，只是为了方便在setup.py中配置）：

编辑该文件内容如下：

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
 
def generate_launch_description():
   return LaunchDescription([
      Node(
         package='duckiebot',
         executable='duckiebot_node',
         name='duckiebot_node'
      ),
   ])

修改setup.py，添加以下代码：

import os
from glob import glob
(os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob(os.path.join('launch', '*launch.py'))),

完整配置文件如下图：

返回工作空间编译并重新设置环境变量，然后通过ros2 launch命令启动该节点：

$ ros2 launch duckiebot duckiebot_node_launch.py

同样的方法为control节点创建启动文件并编译配置。

注：单节点启动文件中可以直接指定namespace，也可以在多节点启动文件中统一配置，二者冲突，所以单节点launch文件中不进行配置，留到多节点启动文件中统一配置。

2.2 多节点启动文件

在工作空间目录下的launch目录下新建all_launch.py，编辑内容如下：

import os
 
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
 
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import IncludeLaunchDescription
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
 
 
def generate_launch_description():
   duckiebot_node = IncludeLaunchDescription(
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
         get_package_share_directory('duckiebot'), 'launch'),
         '/duckiebot_node_launch.py'])
      )
   control_node = IncludeLaunchDescription(
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
         get_package_share_directory('control'), 'launch'),
         '/control_node_launch.py'])
      )
   
   return LaunchDescription([
      duckiebot_node,
      control_node
   ])

通过all_launch.py启动两个节点，这种情况下，节点本身的配置可以写在自己的启动文件内，群体启动文件内不需要关心节点自身的启动配置参数。

$ ros2 launch launch/all_launch.py

如果要统一命名空间，在all_launch.py中添加以下代码：

from launch.actions import GroupAction
from launch_ros.actions import PushRosNamespace
def generate_launch_description():
    ......
    node_with_namespace = GroupAction(
     actions=[
         PushRosNamespace('duckietown'),
         duckiebot_node,
         control_node,
      ]
   )
   #返回值由node_with_namespace代替之前的节点
   return LaunchDescription([
      node_with_namespace
   ])

3、启动文件的其他配置功能

上文我们只介绍了启动文件中package、namespace、executable和name的配置，而在实际应用中还会有其他需求，常用的比如配置参数的加载、主题的重映射等，另外还有一些复杂的用法，详细内容请参考官方文档。

3.1 节点参数配置

节点参数的使用是在line_detect节点中实现的，之前如果要修改默认配置，需要修改源码或者通过命令行加载已有参数配置，当节点通过launch文件启动时，修改默认配置就有了新的方法。

3.1.1 在启动文件中设置

假设现在需要在节点启动时，默认显示黄色道路识别结果，line_detect节点的启动文件应该这么写：

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import LaunchConfiguration, TextSubstitution
from launch_ros.actions import Node
 
def generate_launch_description():
   color_select_launch_arg = DeclareLaunchArgument(
      'color_select', default_value=TextSubstitution(text='yellow')
   )
   return LaunchDescription([
      color_select_launch_arg,
      Node(
         package='line_detect',
         executable='line_detect_node',
         name='line_detect_node',
         parameters=[{
            'color_select': LaunchConfiguration('color_select'),
         }]
      ),
   ])

同时修改setup.py文件，然后在all_launch.py中添加修改以下内容：

 line_detect_node = IncludeLaunchDescription(
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
         get_package_share_directory('line_detect'), 'launch'),
         '/line_detect_node_launch.py'])
      )
   
   node_with_namespace = GroupAction(
     actions=[
         PushRosNamespace('duckietown'),
         duckiebot_node,
         control_node,
         line_detect_node,
      ]
   )

编译配置后启动all_launch.py，可以看到新节点默认显示黄色道路识别结果，同样方法也可以直接设定各种颜色的分量数值。

3.1.2 在启动文件中加载yaml配置文件

在参数功能讲解中，我们将调试过的参数进行导出保存为yaml格式文件，导出的参数（也可以是手动配置参数）也可以通过启动文件加载，参数配置文件我们一般放在config目录下，在节点包内新建config目录，将导出参数文件放到config目录下，参数文件line_detect_node.yaml内容如下：

/duckietown/line_detect_node:
  ros__parameters:
    color_select: red
    red_h_high: 10
    red_h_low: 156
    red_s_high: 255
    red_s_low: 43
    red_v_high: 255
    red_v_low: 46
    use_sim_time: false
    white_h_high: 180
    white_h_low: 0
    white_s_high: 50
    white_s_low: 0
    white_v_high: 255
    white_v_low: 100
    yellow_h_high: 34
    yellow_h_low: 26
    yellow_s_high: 255
    yellow_s_low: 43
    yellow_v_high: 255
    yellow_v_low: 46

修改line_detect_node_launch.py:

import os
 
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
 
def generate_launch_description():
   config = os.path.join(
      get_package_share_directory('line_detect'),
      'config',
      'line_detect_node.yaml'
      )
   return LaunchDescription([
      Node(
         package='line_detect',
         executable='line_detect_node',
         name='line_detect_node',
         parameters=[config]
      ),
   ])

修改setup.py，在data_files中添加以下代码：

(os.path.join('share', package_name, 'config'), glob(os.path.join('config', '*.yaml'))),

重新编译配置启动all_launch.py，可以看到直接显示红色道路识别结果。

3.2 主题的重映射

在功能更新、节点话题命名重复、临时调试等情况下，节点内的主题可能需要临时或者永久修改名称，直接修改源码并不是很友好的办法，这种情况就可以用启动文件内的主题重映射来实现，我们以修改control节点中的action主题为例来说明使用方法，直接看启动文件配置：

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
 
def generate_launch_description():
   return LaunchDescription([
      Node(
         package='control',
         executable='control_node',
         name='control_node',
         remappings=[
            ('/duckietown/control_node/action', '/duckietown/control_node1/control_action'),
         ]
      ),
   ])

重新编译配置启动all_launch.py，查看topic list：

3.3 环境变量引用

启动文件中调用环境变量的方式可以用来定义或推送名称空间，以区分不同计算机或机器人上的节点。

还是以control节点为例：

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
 
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import EnvironmentVariable, LaunchConfiguration
 
def generate_launch_description():
   return LaunchDescription([
      DeclareLaunchArgument(
            'node_prefix',
            default_value=[EnvironmentVariable('USER'), '_'],
            description='prefix for node name'
      ),
      Node(
         package='control',
         executable='control_node',
         name=[LaunchConfiguration('node_prefix'), 'control_node']
      ),
   ])

编译运行查看节点列表：

另外，也可以用在多节点启动文件中，统一命名namespace，用法如下：

import os
 
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
 
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import IncludeLaunchDescription
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
 
from launch.actions import GroupAction
from launch_ros.actions import PushRosNamespace
 
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import EnvironmentVariable, LaunchConfiguration
 
def generate_launch_description():
   duckiebot_node = IncludeLaunchDescription(
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
         get_package_share_directory('duckiebot'), 'launch'),
         '/duckiebot_node_launch.py'])
      )
   control_node = IncludeLaunchDescription(
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
         get_package_share_directory('control'), 'launch'),
         '/control_node_launch.py'])
      )
   
   line_detect_node = IncludeLaunchDescription(
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
         get_package_share_directory('line_detect'), 'launch'),
         '/line_detect_node_launch.py'])
      )
   
   node_with_namespace = GroupAction(
     actions=[
         DeclareLaunchArgument(
            'namespace',
            default_value=[EnvironmentVariable('USER'),'_robot'],
            description='prefix for node name'
         ),
         PushRosNamespace(LaunchConfiguration('namespace')),
         duckiebot_node,
         control_node,
         line_detect_node,
      ]
   )
   
   return LaunchDescription([
      node_with_namespace
   ])

编译运行查看节点列表：

ROS2 人工智能自动驾驶启动文件

打赏 0

上一篇：ROS2学习笔记（十一）-- ROS2 bag数据记录与回放

下一篇：无人驾驶虚拟仿真（十五）--障碍物检测与识别1

ROS2学习笔记（十）-- ROS2 launch启动文件

溪风沐雪

1、创建launch文件启动多个节点

2、为每个节点创建自己的launch文件

2.1 单节点启动文件

2.2 多节点启动文件

3、启动文件的其他配置功能

3.1 节点参数配置

3.1.1 在启动文件中设置

3.1.2 在启动文件中加载yaml配置文件

3.2 主题的重映射

3.3 环境变量引用

为你推荐

ROS2机器人编程简述humble-第四章-IMPROVED DETECTOR .4

ROS2初体验之SLAM与导航仿真

ROS2学习笔记26--使用快速DDS查找服务作为查找协议（社区贡献）

详细分析一个ROS2 CMakeLists.txt文件

在Ubuntu18.04上安装ros2的环境，ros2的常用命令：播放包、录制包等

ROS2学习笔记28--ros2环境下，多激光雷达启动的launch文件编写样式参考

评论（0）

关于作者

溪风沐雪

21

0

150

2

无人驾驶小车调试笔记（七）-- 相机校准

ROS2学习笔记（十一）-- ROS2 bag数据记录与回放

无人驾驶虚拟仿真（十六）--障碍物检测与识别2

相关推荐

ROS2节点通信实现零拷贝

Ubuntu 22.04 LTS安装ROS2 (ros-humble-desktop)

[ROS2] 你应该知道Costmap_2d 的这些细节

[ros2学习]-CLI Tools - 了解ROS 2动作(action)

ROS 2 | 工具 -rqt, logger, bag, doctor-

ROS2获取当前系统时间的方法

热门泡泡

30积分 失眠，聊聊自己搞ROS的心得体会吧

ros学习路线

30积分 TF_REPEATED_DATA ignoring data错误

各位大佬，有什么ROS定位算法推荐吗

5积分 想买能用ROS2的开发套件。或者开发板

5积分 ros中启动gazebo时报错

给作者打赏

忘记密码

修改头像

添加你感兴趣的标签

举报类型（必选）

举报详情（选填）

30积分失眠，聊聊自己搞ROS的心得体会吧

5积分想买能用ROS2的开发套件。或者开发板