在前面的ROS2学习中，每当我们运行一个ROS节点，都需要打开一个新的终端运行一个命令。机器人系统中节点很多，每次都这样启动好麻烦。有没有一种方式可以一次性启动所有节点呢？答案当然是肯定的，那就是Launch启动文件，它是ROS系统中多节点启动与配置的一种脚本。
一、Launch文件
ROS2的launch文件有三种格式，python、xml、yaml。其中ROS2官方推荐的时python方式编写launch文件。
原因在于，相较于XML和YAML，Python是一个编程语言，更加的灵活，我们可以利用Python的很多库来做一些其他工作（比如创建一些初始化的目录等）。
我们首先创建my_learning_launch的Python版本的功能包；
pi@NanoPC-T6:~/dev_ws$ cd src
pi@NanoPC-T6:~/dev_ws/src$ ros2 pkg create --build-type ament_python my_learning_launch
打开my_learning_launch功能包，在my_learning_launch文件夹下创建子文件launch。
1.1 多节点启动
我们首先来看看如何启动多个节点。
1.1.1 代码实现
在launch文件夹下新建simple.launch.py；
from launch import LaunchDescription # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node # 节点启动的描述类def generate_launch_description(): # 自动生成launch文件的函数return LaunchDescription([ # 返回launch文件的描述信息Node( # 配置一个节点的启动package='my_learning_topic', # 节点所在的功能包executable='topic_helloworld_pub', # 节点的可执行文件),Node( # 配置一个节点的启动package='my_learning_topic', # 节点所在的功能包executable='topic_helloworld_sub', # 节点的可执行文件名),])
generate_launch_description是ROS2 launch文件的入口函数；
-
必须命名为
generate_launch_description； -
必须返回一个
LaunchDescription对象； -
这个函数会被
launch系统自动调用。
Node配置详解：
package：节点所属的功能包名称executable：可执行文件名称（通常是setup.py或CMakeLists.txt中定义的目标）；name：如果不指定name，默认使用可执行文件名，指定name可以覆盖默认名称，节点全名 = 命名空间 + 节点名。
1.1.2 运行测试
启动终端，使用ros2中的launch命令来启动第一个launch文件：
ros2 launch my_learning_launch simple.launch.py
运行成功后，就可以在终端中看到发布者和订阅者两个节点的日志信息啦。
1.2 命令行参数配置
我们使用ros2命令在终端中启动节点时，还可以在命令后配置一些传入程序的参数，使用launch文件一样可以做到。
1.2.1 代码实现
命令行后边的参数是如何通过launch传入节点的呢？来看下这个launch文件。
在launch文件夹下创建rviz.launch.py；
import osfrom ament_index_python.packages import get_package_share_directory # 查询功能包路径的方法from launch import LaunchDescription # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node # 节点启动的描述类def generate_launch_description(): # 自动生成launch文件的函数rviz_config = os.path.join( # 找到配置文件的完整路径get_package_share_directory('my_learning_launch'),'rviz','turtle_rviz.rviz')return LaunchDescription([ # 返回launch文件的描述信息Node( # 配置一个节点的启动package='rviz2', # 节点所在的功能包executable='rviz2', # 节点的可执行文件名name='rviz2', # 对节点重新命名arguments=['-d', rviz_config] # 加载命令行参数)])
这是一个ros2启动Rviz2并加载自定义配置文件的launch文件，这里通过arguments指定了命令行参数。
1.2.2 运行测试
比如我们想要运行一个Rviz可视化上位机，并且加载某一个配置文件，使用命令行的话，是这样的：
ros2 run rviz2 rviz2 -d <PACKAGE-PATH>/rviz/turtle_rviz.rviz
命令后边还得跟一长串配置文件的路径，如果放在launch文件里，启动就优雅很多了：
ros2 launch my_learning_launch rviz.launch.py
1.3 资源重映射
ROS社区中的资源非常多，当我们使用别人代码的时候，经常会发现通信的话题名称不太符合我们的要求，能否对类似的资源重新命名呢？
为了提高软件的复用性，ROS提供了资源重映射的机制，可以帮助我们解决类似的问题。
1.3.1 代码实现
在launch文件夹下创建remapping.launch.py；
from launch import LaunchDescription # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node # 节点启动的描述类def generate_launch_description(): # 自动生成launch文件的函数return LaunchDescription([ # 返回launch文件的描述信息Node( # 配置一个节点的启动package='turtlesim', # 节点所在的功能包namespace='turtlesim1', # 节点所在的命名空间executable='turtlesim_node', # 节点的可执行文件名name='sim' # 对节点重新命名),Node( # 配置一个节点的启动package='turtlesim', # 节点所在的功能包namespace='turtlesim2', # 节点所在的命名空间executable='turtlesim_node', # 节点的可执行文件名name='sim' # 对节点重新命名),Node( # 配置一个节点的启动package='turtlesim', # 节点所在的功能包executable='mimic', # 节点的可执行文件名name='mimic', # 对节点重新命名remappings=[ # 资源重映射列表('/input/pose', '/turtlesim1/turtle1/pose'), # 将/input/pose话题名修改为/turtlesim1/turtle1/pose('/output/cmd_vel', '/turtlesim2/turtle1/cmd_vel'), # 将/output/cmd_vel话题名修改为/turtlesim2/turtle1/cmd_vel])])
这段代码实现了一个 "海龟模仿" 功能，让第二只海龟（turtlesim2）模仿第一只海龟（turtlesim1）的运动。这是ROS中一个经典的演示示例。
代码中首先创建两个独立的海龟仿真环境节点：
- 第一个海龟仿真器：
/turtlesim1/sim； - 第二个海龟仿真器：
/turtlesim2/sim；
两个独立的海龟窗口会打开，每只海龟都有自己的话题和服务（可以通过ros2 topic list验证）；
/turtlesim1/turtle1/pose(海龟1的位置)；/turtlesim2/turtle1/pose(海龟2的位置)；/turtlesim1/turtle1/cmd_vel(控制海龟1)；/turtlesim2/turtle1/cmd_vel(控制海龟2)。
接着创建模仿节点实现运动同步，这里要用到turtlesim功能包里另外一个节点，叫做mimic，它的功能是订阅某一个海龟的Pose位置，通过计算变换成一个同样运动的速度指令发布出去；具体原理如下：
- 订阅：
/input/pose（海龟1的位置话题） - 发布：
/output/cmd_vel（海龟2的控制命令） - 算法：根据海龟
1的当前位置，计算海龟2应该以什么速度运动才能到达相同位置。
1.3.2 数据流分析
[海龟1运动] → [发布pose] → /turtlesim1/turtle1/pose↓mimic节点订阅↓ [计算控制命令] → /turtlesim2/turtle1/cmd_vel↓[海龟2接收命令并运动]
具体话题映射：
mimic节点内部: 重映射后:
/input/pose → /turtlesim1/turtle1/pose (订阅)
/output/cmd_vel → /turtlesim2/turtle1/cmd_vel (发布)
1.3.3 运行测试
启动一个终端，运行如下例程，很快会看到出现了两个小海龟仿真器界面；
ros2 launch my_learning_launch rviz.launch.py
再打开一个终端，发布如下话题，让海龟1动起来，海龟2也会一起运动：
ros2 topic pub --rate 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"
或者使用键盘控制：
ros2 run turtlesim turtle_teleop_key --ros-args --remap turtle1/cmd_vel:=/turtlesim1/turtle1/cmd_vel
1.4 ROS参数设置
ROS系统中的参数，也可以在Launch文件中设置。
1.4.1 代码实现
在launch文件夹下创建parameters.launch.py；
from launch import LaunchDescription # launch文件的描述类
from launch.actions import DeclareLaunchArgument # 声明launch文件内使用的Argument类
from launch.substitutions import LaunchConfiguration, TextSubstitutionfrom launch_ros.actions import Node # 节点启动的描述类def generate_launch_description(): # 自动生成launch文件的函数background_r_launch_arg = DeclareLaunchArgument('background_r', default_value=TextSubstitution(text='0') # 创建一个Launch文件内参数（arg）background_r)background_g_launch_arg = DeclareLaunchArgument('background_g', default_value=TextSubstitution(text='84') # 创建一个Launch文件内参数（arg）background_g)background_b_launch_arg = DeclareLaunchArgument('background_b', default_value=TextSubstitution(text='122') # 创建一个Launch文件内参数（arg）background_b)return LaunchDescription([ # 返回launch文件的描述信息background_r_launch_arg, # 调用以上创建的参数（arg）background_g_launch_arg,background_b_launch_arg,Node( # 配置一个节点的启动package='turtlesim',executable='turtlesim_node', # 节点所在的功能包name='sim', # 对节点重新命名parameters=[{ # ROS参数列表'background_r': LaunchConfiguration('background_r'), # 创建参数background_r'background_g': LaunchConfiguration('background_g'), # 创建参数background_g'background_b': LaunchConfiguration('background_b'), # 创建参数background_b}]),])
注意：launch文件中出现的argument和parameter，虽都译为“参数”，但含义不同：
argument：仅限launch文件内部使用，方便在launch中调用某些数值；parameter：ROS系统的参数，方便在节点见使用某些数值；
1.4.2 代码进阶
以上例程我们在launch文件中一个一个的设置参数，略显麻烦，当参数比较多的时候，建议使用参数文件进行加载。
在launch文件夹下创建parameters_yaml.launch.py；
import osfrom ament_index_python.packages import get_package_share_directory # 查询功能包路径的方法from launch import LaunchDescription # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node # 节点启动的描述类def generate_launch_description(): # 自动生成launch文件的函数config = os.path.join( # 找到参数文件的完整路径get_package_share_directory('my_learning_launch'),'config','turtlesim.yaml')return LaunchDescription([ # 返回launch文件的描述信息Node( # 配置一个节点的启动package='turtlesim', # 节点所在的功能包executable='turtlesim_node', # 节点的可执行文件名namespace='turtlesim2', # 节点所在的命名空间name='sim', # 对节点重新命名parameters=[config] # 加载参数文件)])
注意：这里我们需要创建子文件夹config，并新增turtlesim.yaml；
/turtlesim:ros__parameters:background_b: 150background_g: 50background_r: 100qos_overrides:/parameter_events:publisher:depth: 1000durability: volatilehistory: keep_lastreliability: reliableuse_sim_time: false
1.4.3 运行测试
启动一个终端，运行如下命令：
ros2 launch my_learning_launch parameters.launch.py
在启动的海龟仿真器中，我们看到背景颜色被改变了，这个颜色参数的设置就是在launch文件中完成的；
1.5 嵌套
在复杂的机器人系统中，launch文件也会有很多，此时我们可以使用类似编程中的include机制，让launch文件互相包含。
在launch文件夹下创建namespaces.launch.py；
import osfrom ament_index_python.packages import get_package_share_directory # 查询功能包路径的方法from launch import LaunchDescription # launch文件的描述类
from launch.actions import IncludeLaunchDescription # 节点启动的描述类
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
from launch.actions import GroupAction # launch文件中的执行动作
from launch_ros.actions import PushRosNamespace # ROS命名空间配置def generate_launch_description(): # 自动生成launch文件的函数parameter_yaml = IncludeLaunchDescription( # 包含指定路径下的另外一个launch文件PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(get_package_share_directory('my_learning_launch'), 'launch'),'/parameters_nonamespace.launch.py']))parameter_yaml_with_namespace = GroupAction( # 对指定launch文件中启动的功能加上命名空间actions=[PushRosNamespace('turtlesim2'),parameter_yaml])return LaunchDescription([ # 返回launch文件的描述信息parameter_yaml_with_namespace])
二、功能包编译配置
我们需要修改setup.py文件，添加配置文件；
...data_files=[('share/ament_index/resource_index/packages',['resource/' + package_name]),('share/' + package_name, ['package.xml']),(os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob(os.path.join('launch', '*.launch.py'))),(os.path.join('share', package_name, 'config'), glob(os.path.join('config', '*.*'))),(os.path.join('share', package_name, 'rviz'), glob(os.path.join('rviz', '*.*'))),],...
参考文章
[1] 古月居ROS2入门教程学习笔记