ROS 2 index翻譯（七）——用Colcon編譯功能包（package）

這是一個用colcon如何建立和編譯ROS工做區的簡要教程。這是一個實用的教程，並不是來替代核心文檔。
ROS 2 在Bouncy以前的發行版，使用的編譯工具是ament_tools，這在ament教程中有闡述。

1. 背景
colcon是ROS編譯工具catkin_make，catkin_make_isolated，catkin_tools和ament_tools的換代。有關colcon設計的更多信息，請參閱此文檔。
源代碼能夠在colcon GitHub organization中找到。

2. 先決條件

2.1 安裝ROS 2
確保按照安裝說明安裝了ROS 2 。
注意：若是從Debian軟件包安裝，本教程須要「桌面安裝」。

2.2 安裝colcon
Liunx：

sudo apt install python3-colcon-common-extensions

OS X ：

python3 -m pip install colcon-common-extensions

Windows：

pip install -U colcon-common-extensions

3. 基礎知識
一個ROS工做空間是具備特定結構的目錄。一般有一個src子目錄。該子目錄是ROS包的源代碼所在的位置。一般無特殊的話，目錄一開始爲空。
colcon完成源代碼編譯。默認狀況下，它將建立如下和src目錄的同級目錄：

• build目錄是存儲中間文件的位置。對於每一個包，將建立一個子文件夾，例如調用CMake。
• install目錄是每一個軟件包的安裝目錄。默認狀況下，每一個包都將安裝到單獨的子目錄中。
• log目錄包含有關每一個colcon調用的各類日誌記錄信息。

注意：與catkin相比，沒有devel目錄。

3.1 建立一個工做空間
首先，建立一個目錄（ros2_example_ws）來包含咱們的工做區：
Linux / OSX：

mkdir -p ~/ros2_example_ws/src
cd ~/ros2_example_ws

Windows：

md \dev\ros2_example_ws\src
cd \dev\ros2_example_ws

此時工做空間包含一個空目錄src：

.
└── src

1 directory, 0 files

3.2 增長一些源文件
讓咱們將示例存儲庫複製到src工做區的目錄中：

git clone https://github.com/ros2/examples src/examples

注意：建議檢查版本是否與已安裝的ROS版本兼容（例如crystal）。

如今工做區應該有ROS 2示例的源代碼：

.
└── src
    └── examples
        ├── CONTRIBUTING.md
        ├── LICENSE
        ├── rclcpp
        ├── rclpy
        └── README.md

4 directories, 3 files

3.3 Source 底層(underlay)
有一點很重要，咱們爲現有的ROS 2安裝提供了環境，這將爲咱們的工做區提供示例包所需的編譯依賴關係。這是經過source二進制安裝或源文件安裝提供的安裝腳原本實現的，即另外一個colcon工做區（請參閱安裝）。咱們稱此環境爲底層（underlay）。

咱們的工做空間 ros2_examples_ws 將覆蓋（overlay）在現有的ROS 2安裝的頂層（ROS 2 工做空間的覆蓋機制，查看）。一般，在計劃迭代少許軟件包時，建議使用工做空間覆蓋機制，而不是將全部軟件包都放在同一個工做空間。

3.4 編譯工做空間
在工做區的根目錄中，運行 colcon build。即便有些編譯類型，例如 ament_cmake，不支持 devel 空間的概念，而且須要包安裝，但colcon支持 --symlink-install 選項。這容許經過更改 source 空間中的文件來更改已安裝的文件，以便更快地進行迭代（例如Python文件或其餘未編譯的資源）。

colcon build --symlink-install

編譯完成後，咱們應該會看到 build、install 和 log 目錄：
 

.
├── build
├── install
├── log
└── src

4 directories, 0 files

3.5 運行 tests
爲測試剛建立的功能包，運行下面指令：

colcon test

3.6 source 環境
當colcon成功完成編譯後，輸出將在install目錄中。爲了使用可執行文件和庫，你須要將諸如 install/bin 目錄添加到路徑中。colcon將在install目錄中生成bash / bat文件以幫助設置環境。這些文件將向你我的路徑和庫路徑添加所需的元素，並提供由包導出的bash或shell命令。
Linux / OS X：

. install/setup.bash

Windows：

call install\setup.bat

3.7 小試牛刀
在 source 後的環境中，咱們能夠運行colcon編譯的可執行文件。讓咱們從示例中運行訂閱者節點：

ros2 run examples_rclcpp_minimal_subscriber subscriber_member_function

在另外一個終端中，讓咱們運行一個發佈者節點（不要忘記 source 安裝腳本）：

ros2 run examples_rclcpp_minimal_publisher publisher_member_function

您應該看到來自發布者和訂閱者的消息，而且數字會遞增。

4. 建立你本身的包
colcon使用REP 149定義的package.xml規範（也支持 fromat 2）。
colcon支持多種編譯類型，推薦的編譯類型是ament_cmake和ament_python，也支持純cmake包。
ament_python編譯的一個示例是ament_index_python包，其中setup.py是編譯的主要入口點。
諸如demo_nodes_cpp之類的包使用 ament_cmake 編譯類型，並使用 CMake 做爲編譯工具。
爲方便起見，您可使用工具 ros2 pkg create 基於模板建立新包。
注意：對於catkin用戶來講，catkin_create_package 與 ros2 pkg create 的做用相同。

5. 小貼士

• 若是您不想編譯一個特定的包，用來在目錄中放置一個叫 COLCON_IGNORE 的空文件，那麼它將不會被編入索引。

• 若是想避免在CMake軟件包中配置和編譯 tests，你能夠經過這個指令：--cmake-args -DBUILD_TESTING=0。

• 若是要從包中運行單個特定測試：

  colcon test --packages-select YOUR_PKG_NAME --ctest-args -R YOUR_TEST_IN_PKG

   

英文原文：https://index.ros.org/doc/ros2/Tutorials/Colcon-Tutorial/