wstool和catkin_tools工具介绍

好的，我们来详细介绍一下 python3-wstool 和 python3-catkin-tools 这两个在 ROS (Robot Operating System) 开发中非常重要的工具，以及它们之间的关系。

首先，python3- 这个前缀表示这些是针对 Python 3 的软件包版本，这在现代 ROS 发行版（如 ROS Noetic 及更新版本）中是标准的。

核心比喻

为了方便理解，我们可以先用一个简单的比喻：

• wstool (Workspace Tool)：项目源代码的“采购员”或“图书管理员”。它的工作是根据一个清单（.rosinstall 文件），从互联网上（如 GitHub, GitLab）下载或更新你项目所需的所有源代码包。
• catkin_tools：项目的“总工程师”或“建筑工头”。它负责获取所有下载好的源代码，并按照正确的顺序和依赖关系，将它们编译、链接，最终构建成可执行的程序和库。

1. python3-wstool 详解

wstool 是 “Workspace Tool” 的缩写，它是一个用于管理 ROS 工作空间中多个源代码仓库（Repositories）的命令行工具。

主要作用

• 管理源代码集合：一个复杂的 ROS 项目通常由许多独立的包（packages）组成，这些包可能托管在不同的 Git、SVN 或 Mercurial 仓库中。wstool 可以方便地将这些仓库克隆（clone）到你的本地工作空间中。
• 基于清单文件工作：它主要使用一个名为 .rosinstall 的 YAML 格式文件。这个文件就像一个“购物清单”，详细列出了需要下载的每一个源代码仓库的 URL、版本（分支、标签或 commit-id）以及本地存放路径。
• 更新和同步：当你需要更新所有包到最新版本，或者切换到某个特定分支时，只需一条 wstool update 命令，它就会自动处理所有仓库的 git pull 或类似操作。

常用命令

假设你在工作空间的 src 目录下：

• wstool init .: 在当前目录（src）初始化一个 wstool 工作空间，会创建一个 .rosinstall 文件。
• wstool set my_repo --git https://github.com/user/repo.git: 将指定的 Git 仓库添加到 .rosinstall 文件中，并下载它。
• wstool merge my_project.rosinstall: 将一个已有的 .rosinstall 文件中的内容合并到当前工作空间的配置中。这在获取一个开源项目的全部源码时非常常用。
• wstool update: 根据 .rosinstall 文件中的信息，更新/下载所有的源代码仓库。
• wstool info: 显示当前工作空间中所有仓库的状态（版本、URL等）。

总结：wstool 只关心源代码的获取和管理，它不参与任何编译过程。

2. python3-catkin-tools 详解

catkin_tools 是对 ROS 原始构建系统 catkin_make 的一个现代化、功能更强的替代品。它提供了一套名为 catkin 的命令来构建 ROS 工作空间。

主要作用

• 编译和构建：它的核心功能是编译工作空间 src 目录下的所有 ROS 包，生成可执行文件、库文件和消息类型等。
• 改进的构建流程：相比于 catkin_make，catkin_tools 提供了许多改进：
  • 并行构建：可以同时编译多个包，大大加快了大型工作空间的编译速度。
  • 隔离构建：每个包都在一个独立的环境中编译，避免了包之间的意外干扰，使得调试更加容易。
  • 更友好的输出：构建过程的输出信息更加清晰、整洁，一目了然地显示每个包的编译进度和状态。
  • 工作空间隔离：生成的 build 和 devel 目录会带有特定的配置文件名，方便在多个工作空间之间切换，而不会相互影响。

常用命令

假设你在工作空间的根目录下（例如 ~/catkin_ws/）：

• catkin build: 编译整个工作空间。这是最核心的命令。
• catkin clean: 清理构建产生的所有中间文件和目标文件（相当于 rm -rf build/ devel/ logs/）。
• catkin build my_package_name: 只编译指定的包及其依赖项。
• catkin create pkg my_new_pkg --catkin-deps roscpp rospy std_msgs: 创建一个新的 ROS 包，并自动在 package.xml 中添加依赖。
• catkin config: 查看或修改工作空间的构建配置（例如编译选项 CMAKE_BUILD_TYPE 等）。

总结：catkin_tools 是一个纯粹的构建工具，它假设源代码已经存在于 src 目录中。

它们之间的关系与典型工作流

wstool 和 catkin_tools 不是竞争关系，而是协作关系。它们在 ROS 开发工作流中扮演着前后衔接的不同角色。

一个典型的从零开始设置并构建一个复杂 ROS 项目的工作流程如下：

1. 创建工作空间

   mkdir -p ~/catkin_ws/src
   cd ~/catkin_ws
   

2. 获取源代码 (使用 wstool)
   进入 src 目录，这是 wstool 工作的地方。

   cd src
   # 假设项目提供了一个 .rosinstall 文件
   wget https://raw.githubusercontent.com/some_project/master/dependencies.rosinstall
   wstool init
   wstool merge dependencies.rosinstall
   wstool update
   

   执行完毕后，src 目录下会充满从各个 Git 仓库下载来的 ROS 包。

3. 安装依赖 (使用 rosdep)
   在获取了所有源代码后，需要安装这些代码所依赖的系统库（如 Boost, OpenCV）和其他 ROS 包。

   cd ~/catkin_ws
   # rosdep 会读取 src 目录下所有包的 package.xml 文件，找出依赖项并安装
   rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
   

4. 构建项目 (使用 catkin_tools)
   回到工作空间根目录，这是 catkin 命令工作的地方。

   cd ~/catkin_ws
   catkin build
   

   catkin_tools 会开始编译 src 目录下的所有内容。

5. 激活环境
   构建成功后，需要 source 生成的配置文件，以便系统能找到你刚刚编译好的包和可执行文件。

   source devel/setup.bash
   

摘要表格

总结来说，你先用 wstool 把“原材料”（源代码）买回来放到“仓库”（src 目录），然后再请 catkin_tools 这个“工程师”把这些原材料加工成“最终产品”（可执行程序）。它们共同构成了 ROS 中高效管理和构建大型项目的基石。