简介：接触过ROS1的同学对launch肯定不陌生，在ROS1中，我们常用launch实现node和master同时启动、多节点同时启动配置等功能，ROS2中的launch也是用于多节点启动、配置功能，但是在使用方法上有了很多不同，ROS1只支持xml格式的.launch文件配置，ROS2在兼容xml的基础上，还支持yaml和python格式，而python格式的launch是我的学习重点，因为相对于另外两种配置方式，使用python更加灵活：
注：ROS1到ROS2的启动文件迁移，可以参考官方文档相关教程。
接下来，我们先学习launch常规简单的用法。
目录
1、创建launch文件启动多个节点
2、为每个节点创建自己的launch文件
2.1 单节点启动文件
2.2 多节点启动文件
3、启动文件的其他配置功能
3.1 节点参数配置
3.1.1 在启动文件中设置
3.1.2 在启动文件中加载yaml配置文件
3.2 主题的重映射
3.3 环境变量引用
与ROS1类似，我们可以把多个节点启动配置直接写到同一个launch文件内直接启动，例如同时启动duckiebot和control两个节点：
$ cd ~/ros2_ws
$ mkdir launch
$ touch launch/both_launch.py编辑both_launch.py文件内容如下：
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
def generate_launch_description():
return LaunchDescription([
Node(
package='duckiebot',
namespace='duckietown',
executable='duckiebot_node',
name='duckiebot_node1'
),
Node(
package='control',
namespace='duckietown',
executable='control_node',
name='control_node1'
)
])该文件配置启动了两个节点，同时设定了一些配置，其中package和executable我们对比ros2 run命令来理解：
$ ros2 run <package> <executable>
namespace和name我们用一个实际例子来理解，保存上述文件，配置环境变量，通过ros2 launch命令启动该文件：
$ source install/setup.bash
$ ros2 launch launch/both_launch.py启动后，可以通过方向键控制小车行走，可以通过tab键切换地图，可以通过W/A/D键实现直行、左转与右转，这些都是我们之前完成的功能。
然后新开一个终端，执行几个命令：
$ ros2 node list
$ ros2 node info /duckietown/duckiebot_node1
由以上测试可知，namespace就是在节点的名称、主题、服务、动作原有名称之前增加了一个字段，这个功能可以用来区分多个相同功能的节点，例如在同一个域内有若干台相同的机器人，那么每个机器人都应该有自己的namespace，否则就乱套了；而name就是重新指定了节点运行时的名称，会覆盖代码中的设定。
上文介绍了一个launch文件启动多个节点的方法，但是在大型项目中，一般不会使用上述方法，原因是可维护性太差，大型项目功能节点会比较多，每个功能节点都可能有自己的特殊配置，而且节点的实现可能来自于多个开发人员，由一个启动文件来启动配置所有节点就不太方便了，所以一般的做法是每个节点都维护自己启动文件，然后用一个启动文件统一调用各节点的启动文件。
先以duckiebot节点为例，在节点包内创建launch目录，在目录下新建duckiebot_node_launch.py文件，一般文件名以_launch结尾（非必要，只是为了方便在setup.py中配置）：
编辑该文件内容如下：
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
def generate_launch_description():
return LaunchDescription([
Node(
package='duckiebot',
executable='duckiebot_node',
name='duckiebot_node'
),
])修改setup.py，添加以下代码：
import os
from glob import glob
(os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob(os.path.join('launch', '*launch.py'))),完整配置文件如下图：
返回工作空间编译并重新设置环境变量，然后通过ros2 launch命令启动该节点：
$ ros2 launch duckiebot duckiebot_node_launch.py同样的方法为control节点创建启动文件并编译配置。
注：单节点启动文件中可以直接指定namespace，也可以在多节点启动文件中统一配置，二者冲突，所以单节点launch文件中不进行配置，留到多节点启动文件中统一配置。
在工作空间目录下的launch目录下新建all_launch.py，编辑内容如下：
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import IncludeLaunchDescription
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
def generate_launch_description():
duckiebot_node = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
get_package_share_directory('duckiebot'), 'launch'),
'/duckiebot_node_launch.py'])
)
control_node = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
get_package_share_directory('control'), 'launch'),
'/control_node_launch.py'])
)
return LaunchDescription([
duckiebot_node,
control_node
])通过all_launch.py启动两个节点，这种情况下，节点本身的配置可以写在自己的启动文件内，群体启动文件内不需要关心节点自身的启动配置参数。
$ ros2 launch launch/all_launch.py
如果要统一命名空间，在all_launch.py中添加以下代码：
from launch.actions import GroupAction
from launch_ros.actions import PushRosNamespace
def generate_launch_description():
......
node_with_namespace = GroupAction(
actions=[
PushRosNamespace('duckietown'),
duckiebot_node,
control_node,
]
)
#返回值由node_with_namespace代替之前的节点
return LaunchDescription([
node_with_namespace
])
上文我们只介绍了启动文件中package、namespace、executable和name的配置，而在实际应用中还会有其他需求，常用的比如配置参数的加载、主题的重映射等，另外还有一些复杂的用法，详细内容请参考官方文档。
节点参数的使用是在line_detect节点中实现的，之前如果要修改默认配置，需要修改源码或者通过命令行加载已有参数配置，当节点通过launch文件启动时，修改默认配置就有了新的方法。
假设现在需要在节点启动时，默认显示黄色道路识别结果，line_detect节点的启动文件应该这么写：
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import LaunchConfiguration, TextSubstitution
from launch_ros.actions import Node
def generate_launch_description():
color_select_launch_arg = DeclareLaunchArgument(
'color_select', default_value=TextSubstitution(text='yellow')
)
return LaunchDescription([
color_select_launch_arg,
Node(
package='line_detect',
executable='line_detect_node',
name='line_detect_node',
parameters=[{
'color_select': LaunchConfiguration('color_select'),
}]
),
])同时修改setup.py文件，然后在all_launch.py中添加修改以下内容：
line_detect_node = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
get_package_share_directory('line_detect'), 'launch'),
'/line_detect_node_launch.py'])
)
node_with_namespace = GroupAction(
actions=[
PushRosNamespace('duckietown'),
duckiebot_node,
control_node,
line_detect_node,
]
)编译配置后启动all_launch.py，可以看到新节点默认显示黄色道路识别结果，同样方法也可以直接设定各种颜色的分量数值。
在参数功能讲解中，我们将调试过的参数进行导出保存为yaml格式文件，导出的参数（也可以是手动配置参数）也可以通过启动文件加载，参数配置文件我们一般放在config目录下，在节点包内新建config目录，将导出参数文件放到config目录下，参数文件line_detect_node.yaml内容如下：
/duckietown/line_detect_node:
ros__parameters:
color_select: red
red_h_high: 10
red_h_low: 156
red_s_high: 255
red_s_low: 43
red_v_high: 255
red_v_low: 46
use_sim_time: false
white_h_high: 180
white_h_low: 0
white_s_high: 50
white_s_low: 0
white_v_high: 255
white_v_low: 100
yellow_h_high: 34
yellow_h_low: 26
yellow_s_high: 255
yellow_s_low: 43
yellow_v_high: 255
yellow_v_low: 46修改line_detect_node_launch.py:
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
def generate_launch_description():
config = os.path.join(
get_package_share_directory('line_detect'),
'config',
'line_detect_node.yaml'
)
return LaunchDescription([
Node(
package='line_detect',
executable='line_detect_node',
name='line_detect_node',
parameters=[config]
),
])修改setup.py，在data_files中添加以下代码：
(os.path.join('share', package_name, 'config'), glob(os.path.join('config', '*.yaml'))),重新编译配置启动all_launch.py，可以看到直接显示红色道路识别结果。
在功能更新、节点话题命名重复、临时调试等情况下，节点内的主题可能需要临时或者永久修改名称，直接修改源码并不是很友好的办法，这种情况就可以用启动文件内的主题重映射来实现，我们以修改control节点中的action主题为例来说明使用方法，直接看启动文件配置：
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
def generate_launch_description():
return LaunchDescription([
Node(
package='control',
executable='control_node',
name='control_node',
remappings=[
('/duckietown/control_node/action', '/duckietown/control_node1/control_action'),
]
),
])重新编译配置启动all_launch.py，查看topic list：
启动文件中调用环境变量的方式可以用来定义或推送名称空间，以区分不同计算机或机器人上的节点。
还是以control节点为例：
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import EnvironmentVariable, LaunchConfiguration
def generate_launch_description():
return LaunchDescription([
DeclareLaunchArgument(
'node_prefix',
default_value=[EnvironmentVariable('USER'), '_'],
description='prefix for node name'
),
Node(
package='control',
executable='control_node',
name=[LaunchConfiguration('node_prefix'), 'control_node']
),
])编译运行查看节点列表：
另外，也可以用在多节点启动文件中，统一命名namespace，用法如下：
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import IncludeLaunchDescription
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
from launch.actions import GroupAction
from launch_ros.actions import PushRosNamespace
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import EnvironmentVariable, LaunchConfiguration
def generate_launch_description():
duckiebot_node = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
get_package_share_directory('duckiebot'), 'launch'),
'/duckiebot_node_launch.py'])
)
control_node = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
get_package_share_directory('control'), 'launch'),
'/control_node_launch.py'])
)
line_detect_node = IncludeLaunchDescription(
PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
get_package_share_directory('line_detect'), 'launch'),
'/line_detect_node_launch.py'])
)
node_with_namespace = GroupAction(
actions=[
DeclareLaunchArgument(
'namespace',
default_value=[EnvironmentVariable('USER'),'_robot'],
description='prefix for node name'
),
PushRosNamespace(LaunchConfiguration('namespace')),
duckiebot_node,
control_node,
line_detect_node,
]
)
return LaunchDescription([
node_with_namespace
])编译运行查看节点列表：
