用 C++ 编写 ROS 节点：从源码到 launch 启动

代码很简单，创建了一个发布者，10Hz 频率往 chatter 话题送字符串。

修改 CMakeLists.txt

要让源码编成可执行程序，得改 test_pkg/CMakeLists.txt，加两行：

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

这行指定把 src/test.cpp 编译成可执行程序，名字叫 ${PROJECT_NAME}_node（可以随便起）。

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

链接用到的库。

改完保存，回到工作空间根目录编一下：

cd ~/ros_workspace
catkin_make

编成功后会生成可执行文件，位置在 ~/ros_workspace/devel/lib/test_pkg/ 下面。

运行

先启动 roscore：

roscore

再开一个终端，用 rosrun 跑节点：

rosrun test_pkg test_pkg_node

正常的话会看到输出不停刷屏。

记住，用 rosrun 之前一定先开 roscore，不然会报找不到 master 的错误。

用 rosnode 看看

ROS 提供了 rosnode 命令来查看和操作节点，常用子命令如下：

自定义头文件

实际开发免不了自己写头文件。这里分两种情况：本包内引用和跨包引用。

引用本包的头文件

在 test_pkg/include/test_pkg 下创建 test_pkg.h：

#ifndef _TEST_PKG_
#define _TEST_PKG_

#define TEST_PKG_VER "1.0.0"
#define INIT_COUNT 100

int addTwoNum(int a, int b);

#endif

然后修改 test.cpp，把头文件包进来并实现函数：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include "test_pkg/test_pkg.h"
#include <sstream>

int addTwoNum(int a, int b)
{
  return a + b;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  ros::init(argc, argv, "talker");
  ros::NodeHandle n;
  ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("chatter", 1000);
  ros::Rate loop_rate(10);
  int count = INIT_COUNT;
  ROS_INFO("test_pkg version:%s", TEST_PKG_VER);

  while (ros::ok())
  {
    std_msgs::String msg;
    std::stringstream ss;
    ss << "hello world " << count;
    msg.data = ss.str();
    ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
    chatter_pub.publish(msg);
    ros::spinOnce();
    loop_rate.sleep();
    ++count;
  }
  return 0;
}

CMakeLists.txt 里还得加头文件包含路径：

加了个 include 目录，这样编译器会去 test_pkg/include 下面找头文件。编译运行一下，可以看到输出从 100 开始，并且打印了版本号。

跨包引用头文件

有时想把共用的宏或函数放在一个包里，让其他包也能用。新建一个 my_pkg 依赖 test_pkg：

cd ~/ros_workspace/src
catkin_create_pkg my_pkg std_msgs roscpp rospy test_pkg

在 my_pkg/src 下创建 my_pkg.cpp：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include <sstream>
#include "test_pkg/test_pkg.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
  ros::init(argc, argv, "my_pkg");
  ros::NodeHandle n;
  ros::Publisher chatter_pub = n.advertise<std_msgs::String>("my_chatter", 1000);
  ros::Rate loop_rate(10);
  int count = INIT_COUNT;
  ROS_INFO("test_pkg version:%s, init count:%d", TEST_PKG_VER, INIT_COUNT);

  while (ros::ok())
  {
    std_msgs::String msg;
    std::stringstream ss;
    ss << "my_pkg " << count;
    msg.data = ss.str();
    ROS_INFO("%s", msg.data.c_str());
    chatter_pub.publish(msg);
    ros::spinOnce();
    loop_rate.sleep();
    ++count;
  }
  return 0;
}

然后修改 my_pkg 的 CMakeLists.txt，添加可执行文件：

同时要在 test_pkg 的 CMakeLists.txt 里导出头文件目录，让别的包能找到：

catkin_package(INCLUDE_DIRS include) 这行就是干这个的。然后编译整个工作空间：

cd ~/ros_workspace
catkin_make

运行 my_pkg_node：

roscore
rosrun my_pkg my_pkg_node

能看到打印出宏定义的内容，说明头文件引用成功。

用 launch 文件批量启动节点

跑一个机器人经常要同时起一堆节点，用 rosrun 一个一个敲太费劲了。ROS 提供了 launch 文件，一个 XML 脚本，把要启动的节点全写进去，用 roslaunch 一次全跑起来。

基本标签

launch 文件的根元素是 <launch>。先建一个示例：

cd ~/ros_workspace/src
catkin_create_pkg robot_bringup
mkdir robot_bringup/launch

新建 startup.launch，先写个空壳：

<launch>
</launch>

<node> 标签

启动一个节点用 <node>，必须指定 pkg（哪个包）、type（可执行文件名）、name（节点名）。如果想让日志打印到终端，加 output="screen"。

把之前写的两个节点加进去：

<launch>
  <node pkg="test_pkg" type="test_pkg_node" name="test_pkg_node" output="screen"/>
  <node pkg="my_pkg" type="my_pkg_node" name="my_pkg_node" output="screen"/>
</launch>

编译后运行：

roslaunch robot_bringup startup.launch

两个节点的消息会刷在同一个终端窗口里。

用 <include> 组合其他 launch 文件

项目大了，可以把不同功能模块的启动拆成多个 launch 文件，再用 <include> 引进来。这里新增 third_pkg 做例子。

创建 third_pkg 包，写个节点源码（发布 "third pkg" 消息），并修改 CMakeLists.txt 编译。

然后建 third_pkg/launch/third_pkg.launch：

<launch>
  <node pkg="third_pkg" type="third_pkg_node" name="third_pkg_node" output="screen"/>
</launch>

最后修改 startup.launch，用 <include> 把它包进来：

<launch>
  <node pkg="test_pkg" type="test_pkg_node" name="test_pkg_node" respawn="true" output="screen"/>
  <node pkg="my_pkg" type="my_pkg_node" name="my_pkg_node" required="true" output="screen"/>
  <include file="$(find third_pkg)/launch/third_pkg.launch"/>
</launch>

$(find third_pkg) 会被自动替换成 third_pkg 包的实际路径，不用硬编码。运行之后就三个节点一起跑了。

launch 文件是日常开发中最好用的工具之一，合理拆分和组合可以明显降低启动管理的复杂度。

以上梳理了用 C++ 开发 ROS 节点从头到尾的典型流程：写节点、配置编译、管理头文件、集中启动。掌握这些，基本就能上手搭自己的 ROS 应用了。