在 ROS（Robot Operating System）中，使用功能包（package）來組織 C++ 節點是一種常見且有效的方式，它能讓代碼結構更清晰、便于管理和復用。

1. 環境準備

確保已經安裝了 ROS，這里以 ROS 2 Humble 為例，并且已經正確配置好了開發環境。

2. 創建工作空間

工作空間是 ROS 項目的根目錄，用于存放多個功能包。首先創建一個工作空間目錄，并在其中創建?src?子目錄用于存放功能包。

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws/src

3. 創建功能包

使用?ros2 pkg create?命令創建一個新的功能包。假設功能包名為?demo_cpp_pkg，依賴項為?rclcpp（ROS 2 C++ 客戶端庫）。

ros2 pkg create --build-type ament_cmake demo_cpp_pkg --dependencies rclcpp

該命令會在?src?目錄下創建一個名為?demo_cpp_pkg?的功能包，包含基本的目錄結構和配置文件。

4. 功能包目錄結構

創建完成后，demo_cpp_pkg?功能包的基本目錄結構如下：

demo_cpp_pkg/
├── CMakeLists.txt
├── include/
│   └── demo_cpp_pkg/
├── package.xml
└── src/

• CMakeLists.txt：CMake 構建腳本，用于配置項目的編譯和安裝規則。
• include/：存放頭文件的目錄。
• package.xml：功能包的元數據文件，包含功能包的名稱、版本、依賴項等信息。
• src/：存放源文件的目錄。

5. 編寫 C++ 節點代碼

在?src?目錄下創建一個新的 C++ 源文件，例如?cpp_node.cpp，并編寫一個簡單的 ROS 2 節點代碼。

#include <rclcpp/rclcpp.hpp>int main(int argc, char * argv[])
{rclcpp::init(argc, argv);auto node = rclcpp::Node::make_shared("cpp_node");RCLCPP_INFO(node->get_logger(), "Hello, ROS 2!");rclcpp::spin(node);rclcpp::shutdown();return 0;
}

這段代碼創建了一個簡單的 ROS 2 節點，節點名稱為?cpp_node，并在啟動時輸出一條日志信息。

6. 配置?CMakeLists.txt

打開?CMakeLists.txt?文件，添加以下內容來編譯和安裝?cpp_node?節點。

# 添加可執行文件
add_executable(cpp_node src/cpp_node.cpp)
# 鏈接ROS 2庫
ament_target_dependencies(cpp_node rclcpp)# 安裝可執行文件
install(TARGETScpp_nodeDESTINATION lib/${PROJECT_NAME}
)

上述代碼中，add_executable?用于定義可執行文件，ament_target_dependencies?用于鏈接 ROS 2 庫，install?用于將可執行文件安裝到指定目錄。

7. 編譯功能包

回到工作空間根目錄，使用?colcon build?命令編譯功能包。????????

cd ~/ros2_ws
colcon build --packages-select demo_cpp_pkg

--packages-select?選項用于指定只編譯?demo_cpp_pkg?功能包。

8. 運行 C++ 節點

編譯完成后，需要 source 工作空間的環境變量，然后運行?cpp_node?節點。

source install/setup.bash
ros2 run demo_cpp_pkg cpp_node

source install/setup.bash?用于加載工作空間的環境變量，ros2 run?用于運行指定功能包中的節點。

9. 總結

通過以上步驟，成功使用功能包組織了一個 C++ 節點。可以按照類似的方法在功能包中添加更多的節點和功能，同時可以根據需要在?package.xml?中添加更多的依賴項，在?CMakeLists.txt?中配置更復雜的編譯和安裝規則。