SLAM从入门到精通（launch文件学习）

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        大家应该还记得我们在一开始学习ros的时候，如果需要启动一个节点的话，需要首先打开roscore，接着用rosrun打开对应的节点。如果节点比较少的话，这种方法，倒也可以接受，但是节点一多就不太方便了。比如，我们之前在学习slam的时候，需要依次打开gazebo、rviz、slam、rqt等多个节点软件，这就非常麻烦了。所以为了解决这个问题，人们想出了roslaunch的办法，它不但可以帮助我们自动打开roscore，还会自动打开脚本中每一个node节点，还能自由配置参数信息。

        所以，对于我们来说，有必要学习好launch、用好launch。至于怎么学习，个人觉得最好的学习方法就是把曾经用过的launch文件直接拿过来分析就可以了。学完了，直接拿过来当模板修改使用。

1、wpb_simple.launch

<launch>
  <!-- We resume the logic in empty_world.launch, changing only the name of the world to be launched -->
  <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch">
    <arg name="world_name" value="$(find wpr_simulation)/worlds/wpb_simple.world"/>
    <arg name="paused" value="false"/>
    <arg name="use_sim_time" value="true"/>
    <arg name="gui" value="true"/>
    <arg name="recording" value="false"/>
    <arg name="debug" value="false"/>
  </include>
 
  <!-- Spawn the objects into Gazebo -->
  <node name="bookshelft" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/bookshelft.model -x 3.0 -y 0.2 -z 0 -Y 3.14159 -urdf -model bookshelft" />
  <node name="bottle" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/bottles/red_bottle.model -x 2.8 -y 0 -z 0.6 -Y 0 -urdf -model red_bottle" />
 
  <!-- Spawn a robot into Gazebo -->
  <node name="spawn_urdf" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/wpb_home.model -urdf -model wpb_home" />
 
  <!-- Robot Description -->
  <arg name="model" default="$(find wpr_simulation)/models/wpb_home.model"/>
  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(arg model)" />
  <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" />
  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" />
</launch>

        内容看上很多，其实大部分都是描述仿真环境的。从一开始的empty_world.launch，到后来的objects、robot都是如此，最后添加了一个robot的详细描述。注意，node就是调用节点的地方，pkg代表包名，type代表node名，次序不重要。

        仿真环境部分，world类似于装修里面的硬装，通常是一些围墙、灯光、地面的设置。objects是软装，书柜、瓶子就是objects。robot代表着人。硬装和软装都ok了之后，robot就可以在里面自由行走了。

2、wpb_gmapping.launch

<launch>
 
  <!-- 载入 机器人 和 RoboCup@Home 的仿真场景 -->
  <include file="$(find wpr_simulation)/launch/wpb_stage_robocup.launch"/>
 
  <!-- Gmapping -->
  <node pkg="gmapping" type="slam_gmapping" name="slam_gmapping"/>
 
  <!-- Rviz -->
  <arg name="rvizconfig" default="$(find wpr_simulation)/rviz/slam.rviz" />
  <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(arg rvizconfig)" required="true" />
 
  <!-- 手柄控制 -->
  <node respawn="true" pkg="joy" type="joy_node" name="joy_node" >
    <param name="dev" type="string" value="/dev/input/js0" />
    <param name="deadzone" value="0.12" />
  </node>
  <param name="axis_linear" value="1" type="int"/>
  <param name="axis_angular" value="0" type="int"/>
  <param name="scale_linear" value="0.5" type="double"/>
  <param name="scale_angular" value="1" type="double"/>
  <node pkg="wpr_simulation" type="teleop_js_node" name="teleop_js_node"/>
 
</launch>

        相比较之前wpb_simple.launch文件，这个wpb_gmapping内容要丰富一些。首先，它嵌套了wpb_stage_robocup.launch的内容。接着启动gmapping和rviz，最后加载joy_node和teleop_js_node。不过印象中，实际调试的时候，最后还是通过rqt_robot_steering来调试的。

        通过观察我们还发现，有些param是放在node里面的，这其实代表了私有参数；还有些param是放在外面的，这代表了公有参数，使用的时候需要稍微注意下。

3、wpb_corridor_hector.launch

<launch>
 
  
  <include file="$(find wpr_simulation)/launch/wpb_stage_corridor.launch"/>
 
  
  <node pkg="hector_mapping" type="hector_mapping" name="hector_mapping"/>
  
  
  <arg name="rvizconfig" default="$(find wpr_simulation)/rviz/corridor.rviz" />
  <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(arg rvizconfig)" required="true" />
 
  
  <node pkg="rqt_robot_steering" type="rqt_robot_steering" name="rqt_robot_steering"/>
 
launch>

        这个launch文件基本就是大家想要的那种launch文件。它包含了wpb_stage_corridor.launch的嵌套、hector算法、rviz和rqt_robot_steering。其中arg比较有意义，它本身相当于全局变量，供其他param参考使用的。

        另外就是rviz里面的rvizconfig变量，它通过find找到corridor.rviz这个文件，最后被rviz这个node所使用。

4、wpb_navigation.launch

<launch>
 
  <!-- We resume the logic in empty_world.launch, changing only the name of the world to be launched -->
  <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch">
    <arg name="world_name" value="$(find wpr_simulation)/worlds/robocup_home.world"/>
    <arg name="paused" value="false"/>
    <arg name="use_sim_time" value="true"/>
    <arg name="gui" value="true"/>
    <arg name="recording" value="false"/>
    <arg name="debug" value="false"/>
  </include>
 
  <!-- Spawn the objects into Gazebo -->
  <node name="bed" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/bed.model -x 5.0 -y -3.9 -z 0 -Y 3.14159 -urdf -model bed" />
  <node name="sofa" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/sofa.model -x -1.0 -y -3.9 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model sofa" />
  <node name="tea_table" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/tea_table.model -x -2.1 -y -2.2 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model tea_table" />
  <node name="bookshelft" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/bookshelft.model -x 2.0 -y -0.55 -z 0 -Y -1.57 -urdf -model bookshelft" />
 
  <node name="kitchen_table" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/table.model -x -3.5 -y 3.7 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model kitchen_table" /> 
 
  <node name="cupboard_0" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/cupboard.model -x -2.0 -y 0.7 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model cupboard_0" />
  <node name="cupboard_1" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/cupboard.model -x -1.3 -y 3.7 -z 0 -Y -1.57 -urdf -model cupboard_1" /> 
 
  <node name="dinning_table_0" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/table.model -x 1.5 -y 1.5 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model dinning_table_0" />
  <node name="dinning_table_1" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/table.model -x 1.5 -y 2.0 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model dinning_table_1" />
  <node name="dinning_table_2" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/table.model -x 2.7 -y 1.5 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model dinning_table_2" />
  <node name="dinning_table_3" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/table.model -x 2.7 -y 2.0 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model dinning_table_3" />
 
  <node name="chair_0" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/chair.model -x 1.5 -y 1.2 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model chair_0" />
  <node name="chair_1" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/chair.model -x 1.5 -y 2.3 -z 0 -Y -1.57 -urdf -model chair_1" />
  <node name="chair_2" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/chair.model -x 2.7 -y 1.2 -z 0 -Y 1.57 -urdf -model chair_2" />
  <node name="chair_3" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/chair.model -x 2.7 -y 2.3 -z 0 -Y -1.57 -urdf -model chair_3" />
 
  <!-- Spawn a robot into Gazebo -->
  <node name="spawn_urdf" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-file $(find wpr_simulation)/models/wpb_home.model -urdf -x -6.0 -y -0.5 -model wpb_home" />
 
  <!-- Run the map server -->
  <node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(find wpr_simulation)/maps/map.yaml"/>
 
  <!--- Run AMCL -->
  <include file="$(find wpb_home_tutorials)/nav_lidar/amcl_omni.launch" />
 
  <!--- Run move base -->
  <node pkg="move_base" type="move_base" respawn="false" name="move_base"  output="screen">
    <rosparam file="$(find wpb_home_tutorials)/nav_lidar/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="global_costmap" />
    <rosparam file="$(find wpb_home_tutorials)/nav_lidar/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="local_costmap" />
    <rosparam file="$(find wpb_home_tutorials)/nav_lidar/local_costmap_params.yaml" command="load" />
    <rosparam file="$(find wpb_home_tutorials)/nav_lidar/global_costmap_params.yaml" command="load" />
    <rosparam file="$(find wpb_home_tutorials)/nav_lidar/local_planner_params.yaml" command="load" />
    <param name="base_global_planner" value="global_planner/GlobalPlanner" /> 
    <param name="use_dijkstra" value="true"/>
    <param name="base_local_planner" value="wpbh_local_planner/WpbhLocalPlanner" />
    <param name= "controller_frequency" value="10" type="double"/>
  </node>
 
  <!-- RViz and TF tree -->
  <arg name="model" default="$(find wpb_home_bringup)/urdf/wpb_home.urdf"/>
  <arg name="gui" default="false" />
  <arg name="rvizconfig" default="$(find wpr_simulation)/rviz/nav.rviz" />
 
  <param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro $(arg model)" />
  <param name="use_gui" value="$(arg gui)"/>
 
  <node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher"/>
  <node name="joint_state_publisher" pkg="joint_state_publisher" type="joint_state_publisher" >
    <rosparam command="load" file="$(find wpb_home_bringup)/config/wpb_home.yaml" />
  </node>
  <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(arg rvizconfig)" required="true" />
 
</launch>

        这个是目前为止最复杂的launch文件，不过好在有注释说明，还不算太难理解。从一开始的仿真环境说明gazebo，到后来的map_server、amcl、move_base、rviz和tf等节点工具，内容稍多了一点。这其中和之前不一样的，就是robot_state_publisher和joint_state_publisher两个节点，他们是和gazebo紧密配合一起使用的。

        另外场景搭建的时候，我们也发现环境model和机器人model一般是分开来的。前者用spawn_model，后者用spawn_urdf。毕竟，相比较简单的环境model，urdf还会多一个传感器的插件功能，这才是我们仿真robot所真正在意和关心的。

5、总结

        对于launch这类脚本的学习，个人建议直接看模板比较好一点，至少说先用起来。这样遇到问题再去找答案，或许效率更高一点。对于仿真环境部分的搭建部分，如果有兴趣可以看一看、学习下。兴趣不大的话，暂时掠过，或者直接复用别人搭建好的仿真环境，这都是可以的。