参考博客：
(1) 史上最全的launch的解析来啦，木有之一欧
1 ROS工作空间简介
2 元功能包
src目录下可以包含多个功能包，假设需要使用机器人导航模块，但是这个模块中包含着地图、定位、路径规划等不同的功能包，它们的逻辑关系如下：
在Linux系统中为了更方便的组织工程项目（这里针对的是项目文件，即功能包），出现了“元功能包”的概念。这个是一个“虚包”，就是这个功能包的src目录下没有源文件，因此自身不会实现专属功能，其功能的实现完全依赖于其他的功能包，起到一个组织功能包的作用。
以导航模块中的元功能包为例：
navigation功能包为元功能包（metapackage），元功能包中由于没有src目录因此无需添加任何依赖项，因为这个功能包没有自己的专属功能，它的功能是借助其他的功能包的功能来实现的。元功能包有两个文件即可：一个是package.xml文件：用于声明元功能包所依赖的其他功能包；另一个是CMakelist.txt文件：用于指定功能包之间的依赖关系。
CMakelist.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(navigation)
find_package(catkin REQUIRED)
catkin_metapackage() // 只需添加此条内容即可
package.xml
<exec_depend>amcl</exec_depend>
<exec_depend>base_local_planner</exec_depend>
<exec_depend>carrot_planner</exec_depend>
<exec_depend>clear_costmap_recovery</exec_depend>
<exec_depend>costmap_2d</exec_depend>
<exec_depend>dwa_local_planner</exec_depend>
<exec_depend>fake_localization</exec_depend>
<exec_depend>global_planner</exec_depend>
<exec_depend>map_server</exec_depend>
<exec_depend>move_base</exec_depend>
<exec_depend>move_base_msgs</exec_depend>
<exec_depend>move_slow_and_clear</exec_depend>
<exec_depend>navfn</exec_depend>
<exec_depend>nav_core</exec_depend>
<exec_depend>rotate_recovery</exec_depend>
<exec_depend>voxel_grid</exec_depend>
<export>
<metapackage/> // 表征：这个功能包为元功能包
</export>
3 Launch文件
Launch文件：源文件的组织者
① 节点启动标签
<launch>
<node pkg = "turtlesim" type = "turtlesim_node" name = "my_node"/>
<node pkg = "turtlesim" type = "turtle_teleop_key" name = "my_key"/>
</launch>
Tip：因为ROS中采用多线程，因此节点的运行不会按照节点在launch中排列顺序进行。
launch标签有一个子级标签deprecated，用于文本说明：
<launch deprecated="this vision is out-of-date!">
</launch>
如果认为给很多节点取名太麻烦，可以使用name=”$(anon node_name)”标签在节点node_name名称之后加一些随机数，使得该节点名称在整个catkin编译项目中唯一：
<launch deprecated="this vision is out-of-date!">
<!-- the topic of turtlesim_node is /turtle1/cmd_vel -->
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="$(anon my_node)"/>
<!-- the topic of turtle_teleop_key is /turtle1/cmd_vel -->
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>
</launch>
意外关闭后自动启动的子级标签
respawn = true|false 表示：如果节点意外关闭是否重新启动
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" respawn="true"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" respawn="true"/>
</launch>
节点延迟启动的子级标签，一般结合节点重启动是使能标签respawn（如果节点异常退出运行，那么该节点会被重新启动）一起使用
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" respawn="true" respawn_delay="10"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" respawn="true" respawn_delay="10"/>
</launch>
如果XXX节点结束运行（XXX节点被杀死），则所有节点都停止运行
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" required="true"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" />
</launch>
给节点名称添加前缀（给节点添加命名空间）的子级标签
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node" ns="hello"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key"/>
</launch>
② 参数设置标签
设置global全局参数
<launch>
<param name="var" type="int" value="10"/>
</launch>
结合标签设置带有命名空间的私有参数
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen">
<param name="var1" type="int" value="20"/>
</node>
</launch>
③ 参数打包输入输出删除的标签
从.yaml文件中读取参数:
<launch>
<rosparam command="load" file="$(find test01)/launch/params.yaml"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>
<param name="var" type="int" value="10"/>
</launch>
将.yaml参数文件中的参数导入参数服务器时，我们还可以给这些参数添加namespace命名空间：
<launch>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>
<param name="var" type="int" value="10"/>
<rosparam command="load" file="$(find test01)/launch/params.yaml" ns="hello"/>
</launch>
将参数打包输入进.yaml文件中，这样做啥变量都没导进去：
<launch>
<rosparam command="dump" file="$(find test01)/launch/input.yaml"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>
<param name="var" type="int" value="10"/>
</launch>
我们要想导入参数必须另建一个.launch文件，在使用上述launch文件启动完所有节点之后，在另一个launch文件中执行该功能包参数的导出操作：
<launch>
<rosparam command="dump" file="$(find test01)/launch/input.yaml" />
</launch>
<launch>
<rosparam command="dump" file="$(find test01)/launch/input.yaml"/>
<rosparam command="delete" param="/hello/n1"/>
</launch>
④ 参数统一管理的标签
<launch>
<arg name="car_width" default="[1,2,3,4]" doc="the width of car"/>
<rosparam param="a_list">$(arg car_width)</rosparam>
<rosparam>
Name:
a: 9
b: "hello"
c: $(arg car_width)
</rosparam>
</launch>
⑤ 改topic名称的标签
<launch>
<!-- the topic of turtlesim_node is /turtle1/cmd_vel -->
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>
<remap from="/turtle1/cmd_vel" to="new_topic"/>
</launch>
⑥ 节点组织标签
就是给被<group>…</group>包含的所有参数、节点的属性加上了namespace
<launch deprecated="this vision is out-of-date!">
<group ns="family">
<!-- the topic of turtlesim_node is /turtle1/cmd_vel -->
<node pkg="turtlesim" type="turtlesim_node" name="my_node"/>
<!-- the topic of turtle_teleop_key is /turtle1/cmd_vel -->
<node pkg="turtlesim" type="turtle_teleop_key" name="my_key" output="screen"/>
<rosparam command="load" file="$(find test01)/launch/params.yaml" ns="hello"/>
<arg name="car_width" default="[1,2,3,4]" doc="the width of car"/>
<rosparam param="a_list" value="$(arg car_width)"/>
<rosparam>
Name:
a: 9
b: "hello"
c: [1,2,3,4]
</rosparam>
<param name="var" type="int" value="$(arg car_width)"/>
</group>
</launch>
⑦ 启动其他launch文件的标签
<launch>
<include file="$(find test01)/launch/test01_launch.launch">
<arg name="car_width" default="10"/>
</include>
</launch>
4 功能包/源文件/launch文件组织工具
文件组织形式如下所示：
5 功能包绝对路径替换标签
标签格式：$(find package_name)
使用示例：
<launch>
<include file="$(find tf2_turtle)/launch/setupGUI.launch"/>
</launch>
6 工作空间下绝对路径替换标签
下面是test1.launch调用setupGUI.launch文件的代码，并且两个launch文件在一个文件夹之中：
<launch>
<include file="$(dirname)/setupGUI.launch"/>
</launch>
$(dirname)代表“test1.launch文件所在工作空间的绝对地址
7 Launch文件
列出几个Launch文件自测一下学习成果
<?xml version="1.0"?>
<launch>
<!-- 加载车模型 -->
<include file="$(find vehicle_description)/launch/estima_black.launch" />
<!-- -->
<node pkg="car_simulation" type="car_model_node" name="car_simulation" output="screen" />
</launch>
<launch>
<include file="$(find global_routing)/launch/global_routing.launch"/>
<!-- 车辆仿真 -->
<include file="$(find car_simulation)/launch/car_simulation.launch" />
<!-- rviz -->
<node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" args="-d $(find global_routing)/config/planning_demo.rviz"/>
</launch>
<?xml version="1.0"?>
<launch>
<!-- 其他launch文件传入的参数 -->
<arg name="is_planner"/>
<arg name="is_lateral_optimization"/>
<arg name="is_change_lane"/>
<arg name="is_carla_simulation"/>
<arg name="ego_vehicle_name"/>
<arg name="is_parking"/>
<arg name="is_goal"/>
<!-- 模拟动态障碍物的加载文件，这些都是录好的轨迹点，播放这个文件就可以实现障碍物移动 -->
<param name="obstacle_test_path" value="$(find dynamic_routing)/obstacle_files"/>
<!-- 加载存储的其他参考线数据 -->
<param name="referenceline_path" value="$(find dynamic_routing)/other_referenceline_files"/>
<!-- yaml文件 -->
<param name="yaml_path" value="$(find dynamic_routing)/config"/>
<!-- 规划算法选择 -->
<param name="use_what_planner" value="$(arg is_planner)"/>
<!-- 变道决策是否开启 -->
<param name="change_lane" value="$(arg is_change_lane)"/>
<!-- 是否使用二次规划，选择了lattice规划，选择这个才有效果 -->
<param name="use_lateral_optimization" value="$(arg is_lateral_optimization)"/>
<!-- 是否选择carla联合仿真 -->
<param name="carla_simulation" value="$(arg is_carla_simulation)"/>
<!-- role_name -->
<param name="role_name" value="$(arg ego_vehicle_name)"/>
<!-- carla 停车场景 -->
<param name="parking_mode" value="$(arg is_parking)"/>
<!-- 在frenet规划下的参数设置，lattice规划不用这些 -->
<!-- COLLISION_CHECK_THRESHOLD 距离障碍物的最短距离 -->
<param name="COLLISION_CHECK_THRESHOLD" type="double" value="2" />
<!-- 调整轨迹的长度 -->
<param name="MaxT" type="double" value="11" />
<param name="MinT" type="double" value="9" />
<!-- 判断与终点的停车距离阈值 -->
<param name="goal_distanse" type="double" value="$(arg is_goal)"/>
<!-- 打开 Hybrid_a_star 的测试图 -->
<!-- mapserver提供了一个ROS节点，该节点通过一个ROS Service来提供地图数据 -->
<node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(find dynamic_routing)/maps/map.yaml" >
<param name="frame_id" value="map" />
</node>
<!--Open palnner的launch参数，顺便加载dynamic节点 -->
<include file="$(find dynamic_routing)/launch/op_common_params.launch" />
<!-- DWA -->
<arg name="dwa_params" default="$(find dynamic_routing)/config/dwa_params.yaml"/>
<rosparam command="load" file="$(arg dwa_params)"/>
</launch>
<?xml version="1.0"?>
<launch>
<!-- 是否使用carla联合仿真 -->
<arg name="carla" default="false"/>
<arg name="ego_vehicle_name" default="ego_vehicle"/>
<param name="carla_simulation" value="$(arg carla)"/>
<param name="role_name" value="$(arg ego_vehicle_name)"/>
<!-- 不能改这里的参数 -->
<arg name="parking" default="false"/>
<param name="parking_mode" value="$(arg parking)"/>
<!-- ros单独仿真下的controller，carla不适用:
1 stanley
2 lqr
3 pure_pursuit
4 pid
5 mpc
-->
<arg name="control" value="2"/>
<param name="use_what_controller" value="$(arg control)"/>
<!-- planner:
1是纯frenet规划
2是lattice规划
3是em_palnner规划
4是混合A*规划
5是op_planner规划
6是DWA规划
7是Teb规划
8是simple_em(EM的简化版本，待更新)
-->
<arg name="planner" value="7"/>
<param name="use_what_planner" value="$(arg planner)"/>
<!-- 是否使用二次规划，选择了lattice规划，选择这个才有效果 -->
<!-- false：lattice 采样规划，true：lattice 二次规划 -->
<arg name="use_lateral_optimization" default="false"/>
<!-- 是否开启变道决策，变道选择的是Lattce采样规划，其他方法不使用 -->
<arg name="change_lane" default="false"/>
<!-- 参考线平滑的方式选择: true:CosThetaSmoother false:FemPosSmooth-->
<arg name="which_smoother" default="false"/>
<param name="which_smoothers" value="$(arg which_smoother)"/>
<!-- 判断与终点的停车距离阈值 -->
<arg name="goal_dis" value="0.5"/>
<param name="goal_distanse" type="double" value="$(arg goal_dis)"/>
<!-- 局部规划 -->
<include file="$(find dynamic_routing)/launch/dynamic_routing.launch" >
<arg name="is_planner" value="$(arg planner)" />
<arg name="is_lateral_optimization" value="$(arg use_lateral_optimization)" />
<arg name="is_change_lane" value="$(arg change_lane)" />
<arg name="is_carla_simulation" value="$(arg carla)" />
<arg name="ego_vehicle_name" value="$(arg ego_vehicle_name)" />
<arg name="is_parking" value="$(arg parking)"/>
<arg name="is_goal" value="$(arg goal_dis)"/>
</include>
<!-- carla联合仿真下的控制方法和参数 -->
<!-- LQR_dynamics LQR_kinematics Stanley PurePursuit -->
<param name="control_method" value='LQR_kinematics'/>
<!-- "PurePursuit"增益系数 -->
<param name="k_pure" type="double" value="0.3" />
<!-- "Stanley"增益系数 -->
<param name="k_cte" type="double" value="100" />
<param name="kp" value="0.5" />
<param name="ki" type="double" value="0.02" />
<param name="kd" type="double" value="0.05" />
<!-- LQR Q R矩阵参数 -->
<param name="Q_ed" type="double" value="20.0" />
<param name="Q_ed_dot" type="double" value="1.0" />
<param name="Q_ephi" type="double" value="10.0" />
<param name="Q_ephi_dot" type="double" value="1.0" />
<param name="R_value" type="double" value="40.0" />
<!-- -->
<param name="Q_ex_k" type="double" value="3.0" />
<param name="Q_ed_k" type="double" value="3.0" />
<param name="Q_ephi_k" type="double" value="1.5" />
<param name="R_value_k" type="double" value="4.0" />
<!-- 全局规划 -->
<node pkg="global_routing" type="global_routing_node" name="global_routing" output="screen" />
</launch>