ROS基础：catkin编译系统

ROS使用catkin来管理包，它是对CMake的扩展。一个catkin软件包必须要有package.xml和CMakeLists.txt两个文件，前者包括了包的描述和依赖信息，后者是构建包的cmake文件。实际工作中，catkin工具会调用CMakeLists.txt，而生成makefile等文件。

package.xml基本结构

一个典型的package.xml文件如下：

<package format="2">
  <name>your_package</name>
  <version>1.2.4</version>
  <description>
    This package adds extra features to rosawesome.
  </description>
  <maintainer email="you@example.com">Your Name</maintainer>
  <license>BSD</license>
  <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
  <depend>roscpp</depend>
  <build_depend>angles</build_depend>
  <build_export_depend>angles</build_export_depend>
  <exec_depend>openni_launch</exec_depend>
</package>

几个重要的标签，解释如下：

1. buildtool_depend: 编译工具，默认catkin，一般不用修改。
2. depend：指定编译时的依赖项，包含build_depend，build_export_depend和exec_depend。
3. build_depend: 指定编译功能包需要的依赖，例如angle包提供了C++头文件和编译文件。
4. build_export_depend: 指定对功能包构建库需要的依赖，例如本功能包导出的头文件依赖了<angles/angles.h>，那么第三方包使用本包导出的头文件时，仍然需要<build_depend>angles</build_depend>。
5. exec_depend: 指定运行该功能包需要的依赖。
6. 建议：简单情况直接使用depend标签即可（一个顶仨），也不容易出错；如果是依赖的系统项，可以根据官方建议谨慎选择。

CMakeLists.txt的基本结构

CMake是不知道package.xml中的依赖关系的，但是catkin知道，因此在CMakeLists.txt中需要对catkin合理配置，便于处理包的依赖关系。
CMakeLists.txt基本结构如下：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(robot_brain)
# Get the information about this package's buildtime dependencies
find_package(catkin REQUIRED
  COMPONENTS message_generation std_msgs sensor_msgs)

# Declare the message files to be built
add_message_files(FILES
  MyMessage.msg
)

# Declare the service files to be built
add_service_files(FILES
  MyService.srv
)

# Actually generate the language-specific message and service files
generate_messages(DEPENDENCIES std_msgs sensor_msgs)

# Declare that this catkin package's runtime dependencies
catkin_package(
  CATKIN_DEPENDS message_runtime std_msgs sensor_msgs
)

add_executable(message_program src/main.cpp)
add_dependencies(message_program ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS)
target_link_libraries(message_program ${catkin_LIBRARIES} other_lib)

重要的模块解释如下：

1. find_package: cmake宏，指定依赖的其他pacakge，实际是生成了一些环境变量，如NAME_FOUND，NAME_INCLUDE_DIRS, NAME_LIBRARYIS，此处catkin是必备依赖 其余的syd_msgs…为组件，这个里面的包在package.xml中一定要有build_depend标签。
2. catkin_package：catkin宏，生成当前package的cmake配置，供依赖本包的其他软件包调用，同时这个命令必须在add_library()或者add_executable()之前调用；注意这个里面的包在package.xml一定要有build_export_depend标签。
3. 其余为CMake自身语法，具体可以参考CMake学习资料。

创建msg的注意事项

• 在package.xml中
  1. <build_depend>message_generation</build_depend>
  2. <build_export_depend>message_runtime</build_export_depend>
  3. <exec_depend>message_runtime</exec_depend>
• 在CMakeLists.txt中
  1. 添加find_package(messaga_generation)，确保可以生成msg文件；
  2. 添加catkin_package(message_runtime)：确保生成的msgs文件可以被外部使用；
  3. 添加add_message_file，添加具体的文件名；
  4. 添加generate_message中的依赖包，如依赖std_msgs