Launch files em ROS

Agora que já fizemos algumas coisas usando ROS, você deve ter percebido um padrão um tanto chato na execução de pacotes ROS - eles são muitas vezes bastante fragmentados! Quer um exemplo? Beleza, vamos ver o que precisamos rodar para fazer uma simples tartaruga se mover na tela:

ros2 run turtlesim turtlesim_node

E, em outro terminal, precisamos rodar:

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

E, acredite, o problema fica muito pior quando começamos a mapear e navegar em ambientes de forma autônoma.

Qual a solução? Launch files

1. Criando launch files

Um launch file nada mais é do que um script em Python que automatiza o processo de rodar diversos nós/pacotes. É muito comum que um sistema complexo desenvolvido em ROS seja composto por diversos pacotes diferentes, uma ou mais workspaces e diversos nós. Seria tedioso ter que toda vez rodar cada um desses nós um por um. A solução? Criar uma ferramenta capaz de automatizar tudo isso.

Vamos usar a mesma workspace dos exemplos anteriores e agora só adicionar uma pasta chamada launch:

cd my_package #voltando para a pasta raíz do WS
mkdir launch

Beleza, agora vamos entrar na pasta e criar lá dentro um arquivo chamado test_launch.py. Neste arquivo, vamos adicionar o seguinte:

from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node

def generate_launch_description():
    return LaunchDescription([
        Node(
            package='turtlesim',
            executable='turtlesim_node',
            name='sim',
            output='screen'
        ),
        Node(
            package='turtlesim',
            executable='turtle_teleop_key',
            name='teleop',
            prefix = 'gnome-terminal --',
            output='screen'
        )
    ])

Note que esse launcher lança dois nós: o turtlesim_node e o turtle_teleop_key. Note, também, que esse launchfile depende do gnome-terminal. Isso significa que ele só vai funcionar se você tiver esse emulador de terminal instalado!. Vamos rodar esse launchfile e ver o que ele faz:

ros2 launch test_launch.py

Se tudo deu certo, você conseguiu seguir o exemplo básico do turtlesim sem precisar de duas sessões de terminal.

3.1. Integrando launch files a pacotes ROS

Agora vamos integrar essa launch file a nosso pacote? Para fazer isso, vamos precisar mexer um pouco na estrutura do nosso pacote. Antes de mais nada, entre na pasta do nosso pacote:

cd src/my_package

Aqui vamos precisar que a pasta siga a seguinte estrutura:

├── launch
│   ├── __pycache__
│   │   ├── test_launch.cpython-310.pyc
│   │   └── turtlesim_mimic_launch.cpython-310.pyc
│   └── test_launch.py
├── my_package
│   ├── __init__.py
│   └── my_node.py
├── package.xml
├── resource
│   └── my_package
├── setup.cfg
├── setup.py
└── test
    ├── test_copyright.py
    ├── test_flake8.py
    └── test_pep257.py

5 directories, 12 files

O que precisamos fazer é editar o arquivo setup.py para que o sistema inclua a pasta launch dentro dos executáveis do nosso pacote. Para isso, vamos fazer as seguintes alterações ao nosso arquivo:

setup.py

import os
from glob import glob
from setuptools import find_packages, setup

package_name = 'my_package'

setup(
    name=package_name,
    version='0.0.0',
    packages=find_packages(exclude=['test']),
    data_files=[
        ('share/ament_index/resource_index/packages',
            ['resource/' + package_name]),
        ('share/' + package_name, ['package.xml']),
        (os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob(os.path.join('launch', '*launch.[pxy][yma]*')))
    ],
    install_requires=['setuptools'],
    zip_safe=True,
    maintainer='rmnicola',
    maintainer_email='rodrigo.nicola0@gmail.com',
    description='TODO: Package description',
    license='TODO: License declaration',
    tests_require=['pytest'],
    entry_points={
        'console_scripts': [
            'my_node = my_package.my_node:main'
        ],
    },
)

Pronto, basta usar o colcon build para recompilar o seu pacote e deve ser possível rodar o launch file com:

ros2 launch my_package test_launch.py