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CMakeLists.txt和Package.xml

CMakeLists.txt

总览

CMakeLists.txt 是用于定义如何构建 ROS (Robot Operating System) 包的 CMake 脚本文件。CMake 是一个跨平台的构建系统，用于自动化编译过程。在 ROS 中，CMakeLists.txt 文件指定了如何编译代码和链接库，以及如何安装各种文件和程序。以下是 CMakeLists.txt 的详细解释：

基本结构

CMakeLists.txt 文件通常包含以下部分：

1. CMake 最低版本要求:

   • 指定编译此包所需的最低 CMake 版本。

   cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
   

2. 项目名称:

   • 设置项目名称，通常与 ROS 包名称相同。

   project(my_ros_package)
   

3. 查找依赖项:

   • 使用 find_package 命令查找编译包所需的依赖项。

   find_package(catkin REQUIRED COMPONENTSroscpprospystd_msgs
   )
   

4. 设置 catkin 包:

   • 使用 catkin_package 命令定义包的属性，如包含的库、依赖项和包含目录。

   catkin_package(#  INCLUDE_DIRS include#  LIBRARIES my_ros_package#  CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs#  DEPENDS system_lib
   )
   

5. 指定头文件的路径:

   • 通常用于包含库的头文件。

   include_directories(# include${catkin_INCLUDE_DIRS}
   )
   

6. 添加可执行文件:

   • 使用 add_executable 命令添加每个节点的可执行文件。

   add_executable(${PROJECT_NAME}_node src/my_node.cpp)
   

7. 添加依赖项:

   • 使用 add_dependencies 确保在编译节点之前生成所有消息和服务。

   add_dependencies(${PROJECT_NAME}_node ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})
   

8. 链接库:

   • 使用 target_link_libraries 将可执行文件与库链接起来。

   target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node${catkin_LIBRARIES}
   )
   

9. 安装目标:

   • 指定如何安装各种文件和程序，以便它们可以在 ROS 环境中找到。

   install(TARGETS ${PROJECT_NAME}_nodeRUNTIME DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
   )
   

10. 其他指令:

    • 如设置测试、配置文件和其他特殊构建指令。

重要性

CMakeLists.txt 文件对于 ROS 包的构建至关重要。它确保了代码能够根据定义的规则和依赖关系正确编译。良好维护的 CMakeLists.txt 文件对于项目的可移植性和可维护性非常重要，尤其是当涉及到大型项目或多人协作时。

此外，通过 CMakeLists.txt，开发者可以细粒度地控制编译过程，比如定义不同的构建类型（如调试或发布），以及设置特定的编译器标志。

1. find_package指令

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTSroscpprospystd_msgs
)

这段代码是CMakeLists.txt文件中的一个部分，用于在ROS包中找到和包含依赖项。

• find_package：这是CMake的一个命令，用于在构建过程中定位和使用外部项目或库。在这种情况下，它被用来找到catkin，这是ROS的一个构建系统。

• catkin REQUIRED：指明catkin是必需的。如果CMake无法找到catkin，构建过程将停止。

• COMPONENTS：后面跟着的是一个列表，指定了你的ROS包所依赖的其他ROS包或库。

  • roscpp：ROS的C++客户端库，用于写C++节点。
  • rospy：ROS的Python客户端库，用于写Python节点。
  • std_msgs：一个标准消息包，包含了一些常用的消息类型，如整数、浮点数、字符串等。

2. add_executable指令

add_executable(${PROJECT_NAME}_node src/atr_pkg_node.cpp)

这行代码用于添加一个可执行文件到你的ROS包。

• add_executable：这是CMake的命令，用于创建一个可执行文件。在这里，它指定了可执行文件的名称和源代码文件。

• ${PROJECT_NAME}_node：这是可执行文件的名称。${PROJECT_NAME}是一个变量，代表当前项目的名称。在这里，它被用来为可执行文件命名，通常后面会附加_node以表示这是一个ROS节点。

• src/atr_pkg_node.cpp：这是可执行文件的源代码文件路径。这里假设你的源代码文件名为atr_pkg_node.cpp，位于src目录下。

3. add_dependencies指令

add_dependencies(${PROJECT_NAME}_node ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})

这行代码为你的可执行文件添加构建依赖。

• add_dependencies：这是CMake的命令，用于添加目标（在这种情况下是你的可执行文件）的依赖项。这确保了在构建你的节点之前，所有必需的头文件和服务消息都已经可用。

• ${PROJECT_NAME}_node：这是你之前用add_executable创建的目标（即可执行文件）。

• ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} 和 ${catkin_EXPORTED_TARGETS}：这些是CMake变量，包含了所有必须在你的节点之前构建的目标。这通常包括由消息生成的目标，确保在构建你的节点之前，所有自定义消息、服务或操作的头文件都已生成。

总的来说，这些代码片段在ROS包的CMake配置中起着非常重要的作用，确保了包的依赖项被正确地找到和包含，可执行文件被正确地构建，以及所有必要的依赖在构建过程中得到满足。

4.target_link_libraries指令

这段代码是ROS包中CMakeLists.txt文件的一部分，用于配置ROS包的构建过程。它具体涉及到链接库的设置。下面是对这段代码的详细解释：

target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_node${catkin_LIBRARIES}
)

• target_link_libraries：这是CMake的一个命令，用于指定可执行文件或库应该链接哪些库。在构建一个目标（如可执行文件或库）时，它告诉CMake将指定的库链接到这个目标上。

• ${PROJECT_NAME}_node：这是之前使用add_executable命令创建的目标的名称。${PROJECT_NAME}是一个CMake变量，表示当前项目（即ROS包）的名称。通常情况下，${PROJECT_NAME}_node是可执行文件的名称，表示ROS包中的一个节点。

• ${catkin_LIBRARIES}：这是一个CMake变量，包含了所有由find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS ...)找到的catkin组件的库。在ROS中，catkin_LIBRARIES变量通常包含了所有必要的ROS相关库，如roscpp（ROS的C++库）和其他你在CMakeLists.txt中声明为依赖的库。

简而言之，这个target_link_libraries命令确保你的可执行文件（节点）在构建时，会链接到所有在find_package中指定的、及其依赖的ROS和其他库。这对于确保你的节点能够正确地访问和使用这些库的功能是必要的。

Package.xml

总览

package.xml 文件是 ROS (Robot Operating System) 包的一个关键组件，用于定义包的元数据和依赖关系。这个文件遵循特定的 XML 结构，并提供了关于包的重要信息，包括名称、版本、维护者、许可证和依赖项。以下是 package.xml 的详细解释：

基本结构

package.xml 文件通常包含以下基本部分：

1. 包名称 (<name>): 包的唯一标识符。
2. 版本 (<version>): 包的版本号。
3. 描述 (<description>): 关于包的简短描述。
4. 维护者 (<maintainer>): 负责维护包的人的联系信息。
5. 许可证 (<license>): 指定包的开源许可证类型。
6. 依赖关系:
   • <build_depend>: 构建时需要的依赖。
   • <build_export_depend>: 构建和运行时需要的依赖。
   • <exec_depend>: 运行时需要的依赖。
   • <depend>: 同时是构建和运行时需要的依赖。

示例

下面是一个 package.xml 的示例：

<?xml version="1.0"?>
<package format="2"><name>example_package</name><version>0.0.1</version><description>An example ROS package</description><maintainer email="maintainer@example.com">Your Name</maintainer><license>BSD</license><build_depend>roscpp</build_depend><build_depend>std_msgs</build_depend><build_export_depend>roscpp</build_export_depend><exec_depend>roscpp</exec_depend><exec_depend>std_msgs</exec_depend><export><!-- Other export tags go here --></export>
</package>

在这个示例中：

• 包名为 example_package。
• 版本号设为 0.0.1。
• 提供了包的简短描述。
• 维护者信息包括名字和电子邮件地址。
• 指定了 BSD 许可证。
• 包括了对 roscpp 和 std_msgs 的依赖，这些在构建和运行时都是必需的。

重要性

package.xml 文件对于 ROS 包的构建和分发至关重要。它不仅提供了包的基本信息，还确定了包与其他包之间的关系。正确配置 package.xml 对于确保包的正确编译和运行是必要的。

当你从源代码编译 ROS 包或者使用 ROS 工具（如 rospack、roslaunch）管理包时，package.xml 中的信息都会被使用。因此，维护一个准确、完整的 package.xml 文件对于任何 ROS 项目都是非常重要的。

  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend><build_depend>roscpp</build_depend><build_depend>rospy</build_depend><build_depend>std_msgs</build_depend><build_export_depend>roscpp</build_export_depend><build_export_depend>rospy</build_export_depend><build_export_depend>std_msgs</build_export_depend><exec_depend>roscpp</exec_depend><exec_depend>rospy</exec_depend><exec_depend>std_msgs</exec_depend>

这段代码是来自ROS包的package.xml文件，它定义了包的依赖项。package.xml文件在ROS中用于声明包的元数据和依赖关系，这对于包的构建和运行至关重要。下面是对这段代码的详细解释：

• <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>：指定了一个构建工具依赖。这表示此包在构建过程中需要catkin。catkin是ROS的构建系统，用于编译和配置ROS包。

• <build_depend>：这些标签指定了构建依赖。构建依赖是指在编译时间需要的依赖项。在这个例子中，它包括了roscpp、rospy和std_msgs。

  • roscpp：ROS的C++客户端库，用于C++节点的开发。
  • rospy：ROS的Python客户端库，用于Python节点的开发。
  • std_msgs：包含标准消息类型的ROS包，这些消息在不同的ROS节点之间进行通信时常常用到。

• <build_export_depend>：这些标签指定了构建导出依赖。这意味着当其他包依赖于此包时，这些依赖也将被考虑。在这个例子中，同样包括了roscpp、rospy和std_msgs。

• <exec_depend>：这些标签指定了执行依赖，即在运行时需要的依赖项。在这个例子中，也包括了roscpp、rospy和std_msgs。这意味着当此包的节点被运行时，这些依赖项需要被满足。

总的来说，这段代码详细描述了包的依赖关系，包括构建工具、构建时依赖、构建导出依赖以及执行时依赖。这些信息对于ROS的构建系统来说是必需的，以确保包可以正确地编译和运行。

后续增加，减少，更改依赖

在ROS（Robot Operating System）中更改依赖时，需要修改CMakeLists.txt和package.xml两个文件。这些文件定义了ROS包的构建和运行时依赖。以下是详细的步骤说明：

修改package.xml

package.xml文件定义了包的元数据和依赖关系。当你需要添加、移除或更改依赖时，应相应地更新这个文件。

1. 添加依赖：

   • 使用<depend>标签添加新的依赖。这个标签表示包在编译和运行时都需要这个依赖。
   • 如果依赖仅在编译时需要，使用<build_depend>；如果仅在运行时需要，使用<exec_depend>。

2. 移除依赖：

   • 直接删除相应的依赖标签。

3. 修改依赖：

   • 替换或更改现有的依赖标签。

例如，假设你需要添加一个名为sensor_msgs的依赖：

<depend>sensor_msgs</depend>

修改CMakeLists.txt

CMakeLists.txt控制着包的构建过程。你需要在这个文件中添加、移除或更改find_package()中的依赖项。

1. 添加依赖：

   • 在find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS ...)部分添加新的依赖项。

2. 移除依赖：

   • 从find_package()中删除不再需要的依赖项。

3. 修改依赖：

   • 根据需要更改find_package()中的依赖项。

例如，添加sensor_msgs依赖：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTSroscppstd_msgssensor_msgs
)

重构建包

修改package.xml和CMakeLists.txt后，需要重新构建ROS包以应用这些更改：

1. 在终端中，导航到你的catkin工作空间（通常是~/catkin_ws）。

2. 运行catkin_make命令：

   cd ~/catkin_ws
   catkin_make
   

这将重新构建你的包，包括任何新添加的依赖。

测试包

更改依赖后，建议进行适当的测试以确保包正常工作，并且新的依赖没有引入任何问题。

总结

通过适当地管理package.xml和CMakeLists.txt文件，你可以确保你的ROS包正确地包含了所有必要的依赖，这对于包的功能性、可移植性和维护性至关重要。