【智能系统项目开发与学习记录】ROS2基础（1）

前言

本系列博文是本人的学习记录，目的是为了方便个人今后的学习，使用，复习，不是专门教程，若学习，请移步其他大佬的博文。最后欢迎交流学习，若有错误，大佬轻喷。

一、ROS2 基础认知：先搞懂 “是什么”

1. ROS2 文件系统：软件的 “组织结构”

ROS2 的所有软件都靠功能包（Packages） 和描述文件（package.xml） 组织，就像电脑里 “文件夹 + 说明书” 的组合。

组成部分	通俗解释	重点作用
功能包（Packages）	ROS2 的 “软件小盒子”，每个盒子装一个小功能（比如 “控制小海龟”“读取传感器数据”）	存放节点源代码、配置文件、消息定义等，是开发的基本单元
描述文件（package.xml）	功能包的 “说明书”，写在每个功能包里	记录功能包的名字、版本、作者、依赖（依赖 = 这个包需要的其他工具，没依赖用不了），让系统能正确调用它

重点：package.xml 一定要有！没有它，系统找不到功能包，也无法处理依赖。

2. ROS2 基本术语：搞懂 “谁在干什么”

ROS2 里的 “数据传输” 和 “互动” 靠以下核心术语，用 “日常场景” 类比理解：

术语	通俗类比	核心作用
话题（Topic）	小区里的 “广播通道”	节点之间单向传数据的通道（比如传感器→控制节点传温度数据），数据格式由 “消息” 定
发布者（Publisher）	往广播里说话的人	向 “话题” 里发数据的节点
订阅者（Subscriber）	听广播的人	从 “话题” 里拿数据的节点
服务（Service）	去商店 “买东西”	节点之间双向同步互动（比如节点 A 问 “现在速度多少？”，节点 B 回复 “5m/s”），有 “请求” 和 “响应”
服务服务器（Service Server）	商店老板	接收 “请求”，返回 “响应” 的节点
服务客户端（Service Client）	买东西的顾客	发送 “请求”，等待 “响应” 的节点

3. ROS2 常用文件：开发要用到的 “关键文件”

每个文件都有明确用途，记清 “存哪里、干什么” 即可：

文件名	存放位置	通俗作用
urdf 文件	功能包内	机器人的 “身体说明书”：记录机器人有几个连杆（胳膊 / 腿）、关节怎么动、外观和碰撞规则
msg 文件	功能包的msg文件夹	话题的 “数据格式表”：定义话题传什么数据（比如传温度，定义 “温度是整数还是小数”）
srv 文件	功能包的srv文件夹	服务的 “对话格式表”：分 “请求” 和 “响应” 两部分，中间用---隔开（比如请求 “查速度”，响应 “5m/s”）
package.xml	功能包根目录	功能包的 “身份卡”：记录名字、版本、作者、依赖（前面讲过的 “说明书”）
CmakeLists.txt	功能包根目录	编译的 “指挥手册”：告诉系统怎么把代码变成可执行文件（Python 开发可暂时不深入）
launch 文件	功能包内（常建launch文件夹）	机器人的 “一键启动器”：一次启动多个节点 / 服务（不用手动一个个开，超方便）

重点：msg和srv别搞混！msg给话题用，srv给服务用；launch文件是提高效率的关键。

二、日常开发流程总结

每次打开新终端后的操作：

# 1. 进入容器
docker exec -it -u ubuntu -w /home/ubuntu humble /bin/bash# （如果已配置 ~/.bashrc，则 ROS 环境已自动加载）
# 2. 验证
echo $ROS_DISTRO
ros2 --help# 3. 开始你的 ROS 2 开发！
ros2 run turtlesim turtlesim_node

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 启动容器（如果容器没在运行）

如果重启了电脑，或容器被停止了，需要先启动：

# 查看容器状态
docker ps -a# 如果 STATUS 是 Exited，启动它
docker start humble# 然后再进入
docker exec -it -u ubuntu -w /home/ubuntu humble /bin/bash