【ROS1】13-元功能包
目录
一、什么是元功能包
二、为什么要使用元功能包？
三、创建元功能包
3.1 新建功能包
3.2 修改package.xml
3.3 修改CMakeLists.txt
四、著名元功能包示例
一、什么是元功能包
简单来说，元功能包是一个“空”的包，它本身不包含任何代码、节点或文件（除了 package.xml 和 CMakeLists.txt），它的唯一作用就是将一组相关的ROS包组织在一起，作为一个单一的单元进行引用。
你可以把它想象成一个“购物清单”或者一个“快捷方式集合”。当你安装这个元功能包时，ROS的包管理工具（如 apt）会自动安装这个“清单”上列出的所有包。
关键特征：
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没有代码：它不包含 src, include, scripts, launch 等常规的ROS包目录。
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核心是 package.xml：所有的依赖关系都定义在 package.xml 文件中。
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使用 <export> 和 <run_depend>：通过这两个标签来声明它所“包含”的包。
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特殊的 CMakeLists.txt：它的 CMakeLists.txt 文件非常简单，只包含一个特殊的 catkin_metapackage() 宏。
二、为什么要使用元功能包？
元功能包解决了几个关键问题：
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简化依赖管理：
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对于用户：用户不需要手动安装一个功能（比如导航）所需的所有零散包（move_base, amcl, gmapping, map_server 等）。他们只需要安装一个元功能包，比如 ros-noetic-navigation，所有相关的包都会被自动安装。
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对于开发者：当你的项目依赖一个复杂的功能时，你只需要在你的 package.xml 中添加对这个元功能包的依赖，而不是对它包含的十几个包逐一添加依赖。
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软件集合的发布与分发：
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ROS发行版本身就是通过元功能包组织的。例如，ros-noetic-desktop-full 是一个元功能包，它聚合了所有桌面完整版ROS应该包含的包（rqt, rviz, simulators, navigation, perception等）。
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如果你开发了一套用于某个特定机器人的软件（比如驱动、控制、感知、模拟），你可以创建一个元功能包 my_robot_meta，将所有这些包组合起来，方便其他人一键安装和使用你的机器人软件栈。
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逻辑分组和项目组织：
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在一个大型的 catkin 工作空间中，你可能有几十个包。使用元功能包可以将功能上相关的包（比如所有与“感知”相关的包）在概念上捆绑在一起，使项目结构更清晰。
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三、创建元功能包
在之前的文章中我们已经在一个工作空间中实现了发布订阅、请求响应和参数服务器功能，现在我想通过元功能包将这三个功能包关联到一起。
3.1 新建功能包
在工作空间的src目录下通过如下命令创建一个名为“pumbing_my”的功能包，不含任何依赖
catkin_create_pkg pumbing_my
可以看到该功能包只有“CMakeLists.txt”和“package.xml”两个文件
此时元功能包创建完毕
3.2 修改package.xml
打开“package.xml”，添加如下内容来表示本元功能包包含了哪些功能包
添加如下标签，明确告诉 catkin 和其他ROS工具，这个包是一个元功能包。
“package.xml”完整内容如下：
<?xml version="1.0"?>
<package format="2"><name>pumbing_my</name><version>0.0.0</version><description>The pumbing_my package</description><!-- One maintainer tag required, multiple allowed, one person per tag --><!-- Example: --><!-- <maintainer email="jane.doe@example.com">Jane Doe</maintainer> --><maintainer email="chaochao@todo.todo">chaochao</maintainer><!-- One license tag required, multiple allowed, one license per tag --><!-- Commonly used license strings: --><!-- BSD, MIT, Boost Software License, GPLv2, GPLv3, LGPLv2.1, LGPLv3 --><license>TODO</license><!-- Url tags are optional, but multiple are allowed, one per tag --><!-- Optional attribute type can be: website, bugtracker, or repository --><!-- Example: --><!-- <url type="website">http://wiki.ros.org/pumbing_my</url> --><!-- Author tags are optional, multiple are allowed, one per tag --><!-- Authors do not have to be maintainers, but could be --><!-- Example: --><!-- <author email="jane.doe@example.com">Jane Doe</author> --><!-- The *depend tags are used to specify dependencies --><!-- Dependencies can be catkin packages or system dependencies --><!-- Examples: --><!-- Use depend as a shortcut for packages that are both build and exec dependencies --><!-- <depend>roscpp</depend> --><!-- Note that this is equivalent to the following: --><!-- <build_depend>roscpp</build_depend> --><!-- <exec_depend>roscpp</exec_depend> --><!-- Use build_depend for packages you need at compile time: --><!-- <build_depend>message_generation</build_depend> --><!-- Use build_export_depend for packages you need in order to build against this package: --><!-- <build_export_depend>message_generation</build_export_depend> --><!-- Use buildtool_depend for build tool packages: --><!-- <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend> --><!-- Use exec_depend for packages you need at runtime: --><!-- <exec_depend>message_runtime</exec_depend> --><!-- Use test_depend for packages you need only for testing: --><!-- <test_depend>gtest</test_depend> --><!-- Use doc_depend for packages you need only for building documentation: --><!-- <doc_depend>doxygen</doc_depend> --><buildtool_depend>catkin</buildtool_depend><exec_depend>plumbing_pub_sub</exec_depend><exec_depend>plumbing_server_client</exec_depend><exec_depend>plumbing_param_server</exec_depend><!-- The export tag contains other, unspecified, tags --><export><!-- Other tools can request additional information be placed here --><metapackage /></export>
</package>
3.3 修改CMakeLists.txt
打开“CMakeLists.txt”添加如下一行，
cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(pumbing_my)
find_package(catkin REQUIRED)
catkin_metapackage()编译。
当把这个元功能包发布后，用户只需要执行 sudo apt-get install ros-<distro>-pumbing_my，apt 就会自动解决依赖关系，并安装 plumbing_pub_sub、plumbing_server_client、 和 plumbing_param_server 这三个包。
四、著名元功能包示例
为了更好地理解，可以看看ROS中一些著名的元功能包：
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navigation:
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包含 move_base, amcl, gmapping, dwa_local_planner, global_planner 等一系列用于机器人2D导航的包。
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在Github上查看它的 package.xml: https://github.com/ros-planning/navigation/blob/noetic-devel/package.xml
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你会发现它本身就是一个元功能包，同时还依赖了另一个元功能包 navigation_msgs。
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desktop_full:
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ros-noetic-desktop-full 是新用户安装ROS时最常用的包。
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它聚合了 desktop, perception, simulators 等多个元功能包，提供了一个完整的、开箱即用的ROS开发环境。
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moveit:
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moveit 元功能包聚合了所有与MoveIt!运动规划框架相关的核心包。
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