roslaunch 文件的核心语法和使用技巧
ROS launch 文件是 ROS 项目中不可或缺的一部分，它能让你用一个命令启动和配置多个节点（Node），是管理复杂机器人系统的核心工具。
下面我将从核心语法、实用技巧和一个综合示例三个方面来详细讲解。
一、核心语法 (XML 标签)
Launch 文件本质上是一个 XML 文件，通过不同的标签来定义启动规则。
1. <launch>
这是所有 launch 文件的根标签，所有其他标签都必须包含在其中。
<launch><!-- 其他所有标签都在这里 -->
</launch>
2. <node>
最重要、最常用的标签，用于启动一个 ROS 节点。
<node pkg="package_name" type="executable_name" name="node_name" output="screen" respawn="true"><!-- 参数、重映射等可以放在这里 -->
</node>
pkg="package_name": 节点所属的功能包名称。type="executable_name": 在功能包中编译生成的可执行文件名称。name="node_name": 节点启动后在 ROS 网络中的唯一名称。如果省略，会使用可执行文件名作为默认名称，并可能加上随机后缀以保证唯一性。output="screen": （可选）将节点的标准输出（如printf,ROS_INFO）打印到终端屏幕上。默认是输出到日志文件 (~/.ros/log/)。调试时极其有用！respawn="true": （可选）如果节点意外崩溃，自动重启它。默认为false。
3. <param> 和 <rosparam>
用于设置 ROS 参数服务器（Parameter Server）上的参数。
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<param>: 设置单个参数<!-- 设置一个字符串参数 --> <param name="my_param_name" type="str" value="hello_world" /> <!-- 设置一个整型参数 --> <param name="scan_rate" type="int" value="10" /> <!-- 设置一个布尔型参数 --> <param name="use_simulation" type="bool" value="true" />name可以是全局的 (/my_param)，也可以是相对于节点的私有参数 (my_private_param，如果放在<node>标签内)。 -
<rosparam>: 从 YAML 文件加载多个参数
这是管理大量参数的最佳实践。<!-- 从 YAML 文件加载参数 --> <rosparam command="load" file="$(find my_pkg)/config/my_params.yaml" />对应的
my_params.yaml文件内容：# config/my_params.yaml controller:p_gain: 1.2d_gain: 0.5 sensor_topic: "/scan"
4. <arg>
定义一个可以在启动时从命令行传入的参数（Argument）。这让 launch 文件变得非常灵活和可复用。
<!-- 1. 在 launch 文件中声明一个 arg -->
<arg name="use_gui" default="true" />
<arg name="model_name" doc="The name of the robot model to load."/><!-- 2. 在 launch 文件中使用这个 arg -->
<param name="robot_description" textfile="$(find my_robot_pkg)/urdf/$(arg model_name).urdf" /><node name="rviz" type="rviz" pkg="rviz" if="$(arg use_gui)" />
name: 参数名。default: 默认值。如果命令行不提供，则使用此值。value: 强制设定一个值，无法从命令行覆盖。doc: 参数的说明文档，方便他人理解。
在命令行中这样使用：
roslaunch my_pkg my_launch.launch use_gui:=false model_name:=waffle
5. <include>
用于在一个 launch 文件中包含另一个 launch 文件，是实现模块化设计的关键。
<include file="$(find other_pkg)/launch/other.launch"><!-- 可以向被包含的文件传递 arg --><arg name="some_arg_in_other_launch" value="a_specific_value" />
</include>
6. <remap>
重映射话题（Topic）、服务（Service）或动作（Action）的名称。当你想连接两个本来话题名称不匹配的节点时，这个功能非常强大。
<node pkg="move_base" type="move_base" name="move_base"><!-- 将 move_base 订阅的 /scan 话题重映射到 /my_robot/laser/scan --><remap from="/scan" to="/my_robot/laser/scan" /><!-- 将 move_base 发布的 cmd_vel 话题重映射到 /cmd_vel_raw --><remap from="cmd_vel" to="/cmd_vel_raw" />
</node>
7. <group>
将一组节点和配置放在一个命名空间（namespace）下，避免名称冲突，非常适合多机器人系统。
<group ns="robot1"><node pkg="demo_nodes_cpp" type="talker" name="my_talker"/><!-- 这个节点的话题会是 /robot1/chatter -->
</group><group ns="robot2"><node pkg="demo_nodes_cpp" type="talker" name="my_talker"/><!-- 这个节点的话题会是 /robot2/chatter -->
</group>
二、实用技巧与最佳实践 (Tips & Tricks)
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使用
$(find ...)替代硬编码路径
永远不要在 launch 文件中写绝对路径 (/home/user/catkin_ws/...)。使用$(find package_name)可以自动找到功能包的路径，让你的项目在任何电脑上都能运行。<!-- 正确做法 --> <param name="robot_description" textfile="$(find my_robot_pkg)/urdf/my_robot.urdf" /><!-- 错误做法 --> <param name="robot_description" textfile="/home/user/catkin_ws/src/my_robot_pkg/urdf/my_robot.urdf" /> -
条件启动 (
if和unless)
可以根据<arg>的值来决定是否启动某个节点或加载某段配置。<arg name="run_simulation" default="true" /><!-- 如果 run_simulation 是 true，则启动 Gazebo --> <include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch" if="$(arg run_simulation)" /><!-- 如果 run_simulation 不是 true (即 false)，则启动真实机器人驱动 --> <node pkg="real_robot_driver" type="driver" name="driver_node" unless="$(arg run_simulation)" /> -
使用 YAML 管理复杂参数
如前所述，当参数超过 3-4 个时，就应该把它们放到 YAML 文件中，用<rosparam>加载。这让 launch 文件保持整洁，参数也更易于管理和修改。 -
使用
launch-prefix进行调试
如果你想用 GDB 或 Valgrind 等工具调试某个节点，可以使用launch-prefix属性，而无需修改代码。<!-- 使用 GDB 调试 my_node --> <node pkg="my_pkg" type="my_node" name="my_node_to_debug"launch-prefix="gdb -ex run --args" /><!-- 使用终端窗口运行节点，方便交互 --> <node pkg="my_pkg" type="my_interactive_node" name="interactive_node"launch-prefix="xterm -e" /> -
创建匿名名称
$(anon name)
有时你需要启动一个节点的多个实例，但又不关心它们的具体名称。$(anon ...)会生成一个唯一的名称。<!-- 每次启动都会生成一个类似 logger_167888... 的唯一名称 --> <node pkg="rosout" type="rosout" name="$(anon logger)" /> -
善用命名空间
ns
对于大型项目或多机器人系统，使用<group ns="..."></group>或在<node>、<include>标签中直接使用ns="..."属性，可以有效隔离不同模块或机器人，避免话题和服务名称冲突。
三、综合示例
假设我们有一个项目，需要启动一个模拟器（Gazebo）、加载机器人模型、启动一个激光雷达驱动和一个控制节点。
目录结构:
my_robot_pkg/
├── launch/
│ ├── main.launch
│ └── include/
│ └── lidar.launch
├── config/
│ └── controller.yaml
└── urdf/└── my_robot.urdf
1. config/controller.yaml (控制器参数)
pid:p: 1.0i: 0.1d: 0.05
max_velocity: 2.5
2. launch/include/lidar.launch (激光雷达的独立 launch 文件)
<launch><arg name="topic_name" default="/scan"/><arg name="frame_id" default="laser_link"/><node pkg="laser_driver_pkg" type="laser_node" name="lidar_node"><param name="scan_topic" value="$(arg topic_name)" /><param name="frame_id" value="$(arg frame_id)" /></node>
</launch>
3. launch/main.launch (主 launch 文件)
<launch><!-- ============== 定义可配置参数 ============== --><arg name="use_sim" default="true" doc="Set to false to run on real hardware"/><arg name="world_name" default="empty.world" doc="Gazebo world file to load"/><arg name="laser_topic" default="/scan"/><!-- ============== 启动模拟环境 (如果需要) ============== --><group if="$(arg use_sim)"><!-- 设置使用仿真时间 --><param name="/use_sim_time" value="true" /><!-- 启动 Gazebo --><include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch"><arg name="world_name" value="$(find my_robot_pkg)/worlds/$(arg world_name)"/><arg name="paused" value="false"/><arg name="use_sim_time" value="true"/><arg name="gui" value="true"/></include><!-- 加载机器人模型到参数服务器 --><param name="robot_description" textfile="$(find my_robot_pkg)/urdf/my_robot.urdf" /><!-- 在 Gazebo 中生成机器人 --><node name="spawn_urdf" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-param robot_description -urdf -model my_robot" /></group><!-- ============== 加载通用节点 ============== --><!-- 加载控制器参数 --><rosparam command="load" file="$(find my_robot_pkg)/config/controller.yaml" /><!-- 启动控制器节点，并将输出打印到屏幕 --><node pkg="my_robot_pkg" type="controller_node" name="robot_controller" output="screen" /><!-- 包含激光雷达的 launch 文件，并传递参数 --><include file="$(find my_robot_pkg)/launch/include/lidar.launch"><arg name="topic_name" value="$(arg laser_topic)"/></include></launch>
如何运行:
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使用默认配置启动：
roslaunch my_robot_pkg main.launch -
自定义参数启动（例如，不使用仿真，并修改激光话题名）：
roslaunch my_robot_pkg main.launch use_sim:=false laser_topic:=/real_robot/scan
这个例子展示了如何结合使用 <arg>, <param>, <rosparam>, <include>, if, 和 $(find) 来创建一个结构清晰、可复用、易于维护的启动系统。掌握这些，你就能应对绝大多数 ROS 项目的启动需求了。