ROS2学习之旅（12）——创建工作空间

workspace（工作空间）是包含ROS2 packages（包）的文件夹。在使用ROS 2之前，有必要在终端中source一下ROS 2的安装工作区，这样就可以在该终端中使用ROS 2的软件包。

还可以source一个“overlay”（一个次级工作区，在这里可以添加新的包，而不会干扰正在扩展的现有ROS 2工作区)，或者“underlay”。underlay必须包含overlay中所有包的依赖关系。overlay中的包将覆盖underlay中的包，也可以有多个overlay和underlay，每个连续的overlay使用其父underlay的包。

1.Source ROS2环境

在本例中，主要的ROS2的安装文件为underlay(请记住，一个underlay不一定是主要的ROS2安装文件)。

将ROS2添加到环境变量中，可以参考：配置ROS2环境

2.创建一个新文件夹

在工程项目中最好的做法就是，为每个新工作空间创建一个新文件夹。名称并不重要，但是用它来表示工作区的用途是很有帮助的。创建文件夹名为dev_ws(development workspace)：

mkdir -p ~/dev_ws/src

cd ~/dev_ws/src

另一个实践经验是将工作空间中的任何包放到src目录下。上面的代码在dev_ws中创建了一个src目录，然后进入其中。

3.Clone一个简单项目

现在使用来自ros_tutorials存储库(repo)中现有的包对工作空间进行了解，以后会创建自己的包。

在dev_ws/src目录下，执行以下命令：

git clone https://github.com/ros/ros_tutorials.git -b foxy-devel

现在工作空间中克隆了ros_tutorials，查看dev_ws/src的内容，将看到新的ros_tutorials目录。

要查看ros_tutorials中的包，输入以下命令:

ls ros_tutorials

终端返回：

roscpp_tutorials  rospy_tutorials  ros_tutorials  turtlesim

忽略前三个包，turtlesim是这个仓库中唯一一个真正的ROS2包。

现在已经使用示例包填充了工作区，但它还不是功能齐全的工作空间，需要首先解析依赖项并编译工作空间。

4.解析依赖

在编译工作空间之前，需要解析包依赖项。可能已经拥有了所有依赖项，但是实践经验告诉我们最好是在每次克隆时检查依赖项。这样不会在长时间的等待之后，由于缺少依赖项而导致编译失败。

在工作空间空间(dev_ws)的根目录下，运行以下命令:

rosdep install -i --from-path src --rosdistro foxy -y

如果已经拥有了所有依赖项，控制台将返回:

#All required rosdeps installed successfully

包在package.xml文件中声明它们的依赖关系，此命令遍历这些声明，并安装缺少的依赖。

5.使用colcon编译工作空间

在工作空间的根目录下(dev_ws)，可以使用以下命令编译包:

colcon build

此时，终端返回：

Starting >>> turtlesim

[Processing: turtlesim]

Finished <<< turtlesim [50.5s]                       

Summary: 1 package finished [50.7s]

注意：

colcon build有许多有用的参数：

--packages-up-to构建你想要的包，加上它的所有依赖项，但不是整个工作空间(节省时间)
--symlink-install使你在每次调整python脚本时都不必重新编译
--event-handlers console_direct+在编译时显示控制台输出(同样可以在log目录中找到)

一旦编译完成，在工作空间根目录(~/dev_ws)下输入ls（显示所有内容），会发现colcon创建了新的文件夹:

build  install  log  src

install目录里面包含工作空间的配置文件，可以使用它来source ‘overlay’。

6.source overlay

在source overlay之前，打开一个新的终端，与编译工作空间的终端分开，这是非常重要的。在编译的同一终端中source overlay，或者类似地在已经source overlay的终端中编译，这可能会产生复杂的问题。

在新终端中，将ROS 2环境作为“underlay”，这样就可以在它之上构建“overlay”:

source /opt/ros/foxy/setup.bash

找到工作空间根目录：

cd ~/dev_ws

在根目录下，source overlay:

. install/local_setup.bash

注意：

source overlay的local_setup仅仅将overlay中可用的包添加到环境中，setup则将overlay和underlay一起添加到环境中，可以同时利用这两个工作空间。

所以，source ROS2的安装目录的setup，然后source dev_ws中的overlay的local_setup，与直接source dev_ws中的setup是一样的，因为它包含了underlay。

现在可以在overlay环境中，运行turtlesim：

ros2 run turtlesim turtlesim_node

但是怎么才能知道这是运行的overlay turtlesim，而不是主安装的turlesim ?

可以在overlay中修改turtlesim，这样就可以看到效果了:

可以在overlay中修改和重建包（与underlay区分）。
overlay优先于underlay。

7.修改overlay

可以通过编辑turtlesim窗口的标题栏来修改overlay。为此，在~/dev_ws/src/ros_tutorials/turtlesim/src中找到turtle_frame.cpp文件。使用文本编辑器打开turtle_frame.cpp。

在52行，可以看到函数setWindowTitle("TurtleSim");，将TurtleSim修改为MyturtleSim，并保存，然后使用colcon build重新编译。

返回到第二个终端(source overlay的)并再次运行turtlesim:

ros2 run turtlesim turtlesim_node

将会看到turtlesim窗口的标题栏现在显示为“MyTurtleSim”。

尽管ROS2安装环境在此终端已经source过了，但是dev_ws环境的overlay优先于underlay的内容。

要检查underlay是否仍然完整，打开一个全新的终端，并只source ROS2的安装环境。再次运行turtlesim:

ros2 run turtlesim turtlesim_node

可以看到，对overlay的修改实际上并没有影响到underlay的任何东西。

8.总结

在本例中，将ROS2的安装环境作为underlay，并通过在新的工作空间中克隆和编译包来创建一个overlay，overlay优先于underlay。

对于处理少量的包，建议使用叠加，这样就不必将所有东西都放在同一个工作区中，并在每次迭代中重新编译一个巨大的工作区。

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