1. 学习目标

  1. 什么是 ROS2 工作空间（Workspace）

  2. 为什么 ROS2 要使用工作空间

  3. 什么是 ROS2 Package

  4. 工作空间与 Package 的关系是什么

  5. 如何创建，编译，运行一个 ROS2 Package

2. 什么是 ROS2 工作空间

在 ROS2 中，所有的代码都必须放在 工作空间（Workspace）中。

工作空间可以理解为：

ROS2 项目的开发目录

例如：

ros2_ws

一个典型的 ROS2 工作空间结构如下：

ros2_ws
│
├── src
│   └── package
│
├── build
│
├── install
│
└── log

各目录作用：

目录 作用
src 存放源码
build 编译生成的中间文件
install 编译后的可执行程序
log 编译日志

所以：

src 是开发目录

其余目录都是 编译系统自动生成的。

3. 为什么需要工作空间

ROS2 使用 模块开发。

一个机器人系统通常包含多个模块：

例如：

机器人系统
│
├── 相机驱动
├── 激光雷达驱动
├── SLAM算法
├── 导航算法
├── 电机控制
└── UI界面

如果这些代码全部放在一个工程里：

project
 ├── slam
 ├── lidar
 ├── navigation
 ├── motor

问题：

耦合严重
难复用
难维护

ROS2 的解决方案是：

Workspace
 └── 多个 Package

例如：

ros2_ws
└── src
    ├── lidar_driver
    ├── camera_driver
    ├── slam_package
    ├── navigation_package
    └── motor_driver

每个功能模块 都是一个 Package。

4. 什么是 ROS2 Package

Package 是：

ROS2 的最小软件单元

可以理解为：

ROS2 Package = 一个独立的软件模块

例如：

camera_driver
lidar_driver
slam_package
navigation_package

一个 Package 中通常包含：

源代码
配置文件
依赖描述
编译规则

典型结构：

my_package
│
├── package.xml
├── CMakeLists.txt
│
├── src
│
├── include
│
├── launch
│
├── config
│
└── msg

各目录作用：

文件 作用
package.xml 包描述文件
CMakeLists.txt 编译规则
src 源代码
include 头文件
launch 启动文件
config 配置文件
msg 自定义消息

5. Workspace 与 Package 的关系

关系非常简单：

Workspace
   └── Package

一个工作空间中可以包含 多个 Package。

结构：

ros2_ws
└── src
    ├── package1
    ├── package2
    ├── package3

编译时：

colcon build

ROS2 会：

扫描 src 目录
找到所有 package
一起编译

编译流程：

src  → build → install

6. 创建 ROS2 工作空间

创建工作空间：

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

目录结构：

ros2_ws
└── src

接着初始化环境：

source /opt/ros/humble/setup.bash

7. 创建 ROS2 Package

创建 package：

cd ~/ros2_ws/src

创建 C++ package：

ros2 pkg create my_package --build-type ament_cmake

创建 Python package：

ros2 pkg create my_package --build-type ament_python

创建完成后：

cd ~/ros2_ws

8. 编译 ROS2 工作空间

进入工作空间：

cd ~/ros2_rw

编译：

colcon build

编译完成后：

ros2_ws
├── build
├── install
└── log

然后加载环境：

source install/setup.bash

这一步非常重要。

否则 ROS2 找不到你的 Package。

9. 运行 Package

查看 package：

ros2 pkg list

运行节点：

ros2 run package_name node_name

例如：

ros2 run demo_nodes_cpp talker

10. ROS2 开发流程总结

完整开发流程：

  1. 创建 workspace

  2. 创建 package

  3. 编写代码

  4. colcon build

  5. source install/setup.bash

  6. ros2 run

流程图：

创建 workspace
        │
        ▼
创建 package
        │
        ▼
编写 node
        │
        ▼
colcon build
        │
        ▼
source install
        │
        ▼
ros2 run

11. 总结

ROS2 开发结构：

Workspace
│
└── src
     ├── lidar_driver
     ├── camera_driver
     ├── slam
     ├── navigation
     └── motor_driver

本质就是：

工程目录
    └── 多个模块

每个模块：

一个 Package

12. Q&A

  1. ROS2 Workspace 是什么？

  2. ROS2 Package 是什么？

  3. 为什么 ROS2 要使用 Package？

  4. Workspace 与 Package 的关系是什么？

  5. colcon build 做了什么？