3.2　创建工作空间和功能包

使用ROS实现机器人开发的主要手段当然是写代码，那么这些代码文件就需要放置到一个固定的空间内，也就是工作空间。

3.2.1　什么是工作空间

工作空间（workspace）是一个存放工程开发相关文件的文件夹。Fuerte版本之后的ROS默认使用的是Catkin编译系统，一个典型Catkin编译系统下的工作空间结构如图3-6所示。

典型的工作空间中一般包括以下四个目录空间。

1）src：代码空间（Source Space），开发过程中最常用的文件夹，用来存储所有ROS功能包的源码文件。

2）build：编译空间（Build Space），用来存储工作空间编译过程中产生的缓存信息和中间文件。

3）devel：开发空间（Development Space），用来放置编译生成的可执行文件。

4）install：安装空间（Install Space），编译成功后，可以使用make install命令将可执行文件安装到该空间中，运行该空间中的环境变量脚本，即可在终端中运行这些可执行文件。安装空间并不是必需的，很多工作空间中可能并没有该文件夹。

图3-6　ROS工作空间的典型结构

3.2.2　创建工作空间

创建工作空间的命令比较简单，首先使用系统命令创建工作空间目录，然后运行ROS的工作空间初始化命令即可完成创建过程：

$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_init_workspace

创建完成后，可以在工作空间的根目录下使用catkin_make命令编译整个工作空间：

$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make

编译过程中，在工作空间的根目录里会自动产生build和devel两个文件夹及其中的文件。编译完成后，在devel文件夹中已经产生几个setup.*sh形式的环境变量设置脚本。使用source命令运行这些脚本文件，则工作空间中的环境变量可以生效。

$ source devel/setup.bash

为了确保环境变量已经生效，可以使用如下命令进行检查：

$ echo $ROS_PACKAGE_PATH

如果打印的路径中已经包含当前工作空间的路径，则说明环境变量设置成功（见图3-7）。

图3-7　查看ROS功能包相关的环境变量

在终端中使用source命令设置的环境变量只能在当前终端中生效，如果希望环境变量在所有终端中有效，则需要在终端的配置文件中加入环境变量的设置：echo"source/WORKSPACE/devel/setup.bash">>~/.bashrc，请使用工作空间路径代替WORKSPACE。

3.2.3　创建功能包

ROS中功能包的形式如下：

my_package/
    CMakeLists.txt
    package.xml
    ……

package.xml文件提供了功能包的元信息，也就是描述功能包属性的信息。CMakeLists.txt文件记录了功能包的编译规则。

ROS不允许在某个功能包中嵌套其他功能包，多个功能包必须平行放置在代码空间中。

ROS提供直接创建功能包的命令catkin_create_pkg，该命令的使用方法如下：

$ catkin_create_pkg <package_name> [depend1] [depend2] [depend3]

在运行catkin_create_pkg命令时，用户需要输入功能包的名称（package_name）和所依赖的其他功能包名称（depend1、depend2、depend3）。例如，我们需要创建一个learning_communication功能包，该功能包依赖于std_msgs、roscpp、rospy等功能包。

首先进入代码空间，使用catkin_create_pkg命令创建功能包：

$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg learning_communication std_msgs rospy roscpp

创建完成后，代码空间src中会生成一个learning_communication功能包，其中已经包含package.xml和CMakeLists.txt文件。

然后回到工作空间的根目录下进行编译，并且设置环境变量：

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

以上便是创建一个功能包的基本流程。

在同一个工作空间下，不允许存在同名功能包，否则在编译时会报错。那么是不是同名功能包就一定不能在ROS中存在？如果我们想要覆盖或重写系统已有的功能包，又该怎样做？下一节见分晓。

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