0x00 為何需要開機自啟動launch文件

在ROS開發(fā)后期階段由于功能已經(jīng)趨于穩(wěn)定，因此就需要系統(tǒng)在一上電啟動后就自動把ROS下的各節(jié)點程序加載運行，這樣就省去了我們還得手動輸入roslaunch命令來加載bringup的launch文件的操作。經(jīng)過我的實際測試目前有兩種方式可以實現(xiàn)開機自啟動，一種就是使用系統(tǒng)自帶的Startup Applications，另外一種就是編寫一個service，開機后自動啟動，在這里我們以樹梅派下ubuntuMate安裝ros kinetic系統(tǒng)作為示例來分別演示這兩種方式各如何操作。

0x01 下載雷達源碼并編譯運行

在這里我以在樹梅派下開機后自啟動ydlidar-x4作為演示，首先就需要在樹梅派中下載該雷達源碼，在ROS工作空間的src目錄下使用如下命令下載源碼：

下載源碼后就可以先來配置雷達的設(shè)備掛載點，使其掛載點從/dev/ttyUSBx映射到/dev/ydlidar，這樣方便我們獲取雷達的設(shè)備掛載點。

當(dāng)編譯完成后就可以來測試雷達是否可以正常啟動了，需要首先source devel/setup.bash配置當(dāng)前工作空間的環(huán)境變量，這樣我們才能使用roslauch來啟動ydlidar軟件包下的lidar.launch，在這里需要注意的是由于雷達的USB口供電能力較弱，因此我們除了需要接上雷達的數(shù)據(jù)接口后還得接上供電接口，這樣ydlidar-x4才能正常工作。

當(dāng)編譯完成后，我們可以來使用roslaunch啟動雷達看看是否能正常工作，可以先source devel/setup.bash配置好環(huán)境變量后，使用如下命令來啟動雷達roslaunch ydlidar lidar.launch，接下來就會發(fā)現(xiàn)雷達開始轉(zhuǎn)動起來。

0x02 使用StartupApplication方式來自啟動

這種方式的主要思路就是通過編寫一個bash腳本，在腳本中來執(zhí)行roslaunch命令啟動相應(yīng)的ros節(jié)點，然后我們在系統(tǒng)提供的startupApplication中添加我們要執(zhí)行的腳本即可，這樣就可以在每次開機的時候執(zhí)行我們自定義的腳本了。在這里我們在當(dāng)前ros工作空間源碼目錄創(chuàng)建一個軟件包用于存放我們的腳本，具體操作如下所示：

在startup.sh腳本中添加如下代碼：

#!/bin/bash

#?Copyright:?2016-2018?www.corvin.cn

#?Author:?corvin

#?Description:?In?raspeberry?ubuntu?Mate16.04?poweron

#???startup?ros's?launch?file.

#?History:

#????20180530:?initial?this?file.

source?/opt/ros/kinetic/setup.bash

source?~/catkin_ws/devel/setup.bash

roslaunch?ydlidar?lidar.launch

exit?0

接下來就可以在ubuntuMate的界面上來配置添加啟動程序了，如下圖所示完整操作：

注意Command的添加，完整的命令如下：

terminator -x /home/corvin/catkin_ws/src/auto_startup/scripts/startup.sh

大家只需要修改terminator為mate_terminal，如果在x64的ubuntu的系統(tǒng)上，默認安裝的終端是gnome-terminal，另外就是需要修改后面的路徑為自己腳本的路徑就可以了。當(dāng)點擊Add后，接下來就可以來重啟樹梅派來進行測試了，看看重啟后是否開機時能將雷達自動啟動，下圖是樹梅派剛啟動時自動打開terminator終端，然后自動來執(zhí)行腳本中的roslaunch命令將雷達啟動：

0x03 編寫service啟動相關(guān)代碼

我們?nèi)匀辉趧?chuàng)建的auto_startup軟件包的scripts目錄下創(chuàng)建需要的文件，使用如下命令來操作：

在ros_startup.service中添加的代碼如下：

[Unit]

Description=powerOn?startup?ros

[Service]

Type=simple

Restart=always

RestartSec=30

ExecStart=/usr/sbin/ros_start

ExecStop=/usr/sbin/ros_stop

ExecRestart=/usr/sbin/ros_restart

[Install]

WantedBy=multi-user.target

該文件就是我們自定義的服務(wù)，我們可以使用systemctl來操作該服務(wù)使其可以開機時候來啟動，執(zhí)行其中相應(yīng)的命令，里面的命令其實還是我們自定義的腳本，下面來簡要解析下該服務(wù)的內(nèi)容，service主要由三部分組成，分別時Unit，Service，Install下面來分別介紹這三部分：

Unit:該服務(wù)的類型描述，這里定義為單元類型，Description是這個服務(wù)的一個描述信息，可以自己根據(jù)需要來修改。

Service:服務(wù)的關(guān)鍵部分，需要配置的一些關(guān)鍵參數(shù)，這里配置了如下幾個參數(shù)：

(1)Type=simple：表明這個服務(wù)主要由 ExecStart 設(shè)置的程序來啟動，啟動后常駐于內(nèi)存中。這個simple是默認的參數(shù)，除了simple外還可以設(shè)置為oneShot，該參數(shù)與simple類似，區(qū)別在于這個ExecStart執(zhí)行的命令執(zhí)行完成后就退出了，不會常駐在內(nèi)存中。還可以設(shè)置為idel，該參數(shù)與 simple 類似，意思是要執(zhí)行這個服務(wù)必須要所有的工作都順利執(zhí)行完畢后才會執(zhí)行，這類的服務(wù)通常是開機到最后才執(zhí)行即可的服務(wù)。

(2)Restart=always：表明該服務(wù)具備重啟功能，如果服務(wù)意外關(guān)閉后會一直嘗試重新啟動。

(3)RestartSec=30：表明服務(wù)在意外關(guān)閉后，經(jīng)過多少秒后再次重新嘗試啟動該服務(wù)。

(4)ExecStart=/usr/sbin/ros_start：表明服務(wù)啟動時需要執(zhí)行的命令，后面就是執(zhí)行的命令所在路徑，這里的命令是我們自定義的腳本。

(5)ExecStop=/usr/sbin/ros_stop：當(dāng)需要停止該服務(wù)時需要執(zhí)行的命令，后面是命令的路徑。

(6)ExecStop=/usr/sbin/ros_restart：當(dāng)服務(wù)需要重新啟動時需要執(zhí)行的命令，后面是命令的路徑。

Install:需要將該unit安裝到那個target上。

然后開始編寫需要啟動的三個腳本，分別是ros_start，ros_stop，ros_restart，下面來依次介紹三個腳本的編寫：

(1)編寫ros_start腳本，該腳本就是服務(wù)啟動時需要執(zhí)行的命令，具體代碼如下：

#!/bin/bash

#?Copyright:?2016-2018?www.corvin.cn

#?Author:?corvin

#?Description:?In?raspeberry?ubuntu?Mate16.04?poweron

#???startup?ros's?launch?file.

#?History:

#????20180531:?initial?this?file.

source?/opt/ros/kinetic/setup.bash

source?/home/corvin/catkin_ws/devel/setup.bash

roslaunch?ydlidar?lidar.launch

exit?0

(2)編寫ros_stop腳本，該腳本是需要停止服務(wù)時執(zhí)行的命令，具體代碼如下：

#!/bin/bash

#?Copyright:?2016-2018?www.corvin.cn

#?Author:?corvin

#?Description:?when?stop?service?should?execute?cmd

#?History:

#????20180531:?initial?this?file.

source?/opt/ros/kinetic/setup.bash

source?/home/corvin/catkin_ws/devel/setup.bash

for?i?in?$(rosnode?list);do

rosnode?kill?$i;

done

killall?roslaunch

exit?0

(3)編寫ros_restart腳本，該腳本是當(dāng)需要重啟服務(wù)時執(zhí)行的命令，具體代碼如下：

#!/bin/bash

#?Copyright:?2016-2018?www.corvin.cn

#?Author:?corvin

#?Description:?when?should?restart?service?execute?this?bash.

#?History:

#????20180531:?initial?this?bash?file.

/usr/sbin/ros_stop

sleep?3

/usr/sbin/ros_start

exit?0

0x04 配置service并重啟測試

當(dāng)編寫好service和相應(yīng)的執(zhí)行腳本后，接下來就需要將其放到指定的目錄下，由于需要執(zhí)行的命令較多，我們?nèi)匀痪帉懸粋€bash腳本來執(zhí)行配置的命令，該腳本仍然放在scripts目錄下，文件命名為config_service.sh，腳本代碼如下：

#!/bin/bash

#?Copyright:?2016-2018?www.corvin.cn

#?Author:?corvin

#?Description:?config?ros?startup?service?and?bash?files.

#?History:

#????20180531:?initial?this?file.

sudo?cp?ros_start?/usr/sbin/

sudo?cp?ros_stop?/usr/sbin/

sudo?cp?ros_restart?/usr/sbin/

sudo?cp?ros_startup.service?/lib/systemd/system/

sudo?systemctl?enable?ros_startup.service

exit?0

首先對該腳本進行簡單解析，前面通過cp拷貝將三個執(zhí)行腳本放到/usr/sbin目錄下，然后將ros_startup.service拷貝到/lib/systemd/system目錄下，接下來的sudo systemctl enable ros_startup.service就是為了使該服務(wù)生效，啟用該服務(wù)。當(dāng)為該腳本通過chmod +x config_service.sh來增加執(zhí)行權(quán)限后就可以來執(zhí)行該腳本配置service了，具體操作如下圖：

當(dāng)使用systemctl is-enabled ros_startup.service命令就是為了查看我們的自定義服務(wù)是否已經(jīng)啟用，當(dāng)出現(xiàn)enable就說明我們的服務(wù)已經(jīng)掛載在系統(tǒng)服務(wù)上，當(dāng)系統(tǒng)啟動時會加載我們的服務(wù)來一起啟動的，下面我們就可以來重啟樹梅派系統(tǒng)來測試了，看看能否正常執(zhí)行我們的ros_start腳本來加載雷達啟動。

當(dāng)我們重啟后可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)正常使用我們的ros_start腳本來將雷達啟動起來了，下面來詳細介紹下systemctl這個命令，我們來如何操控我們的自定義服務(wù)：

(1)當(dāng)我們想停止我們的launch加載的雷達時，可以使用如下命令：

sudo systemctl stop ros_startup.service

(2)當(dāng)我們想啟動我們的launch文件時，可以使用如下命令，當(dāng)執(zhí)行完以下命令后可以發(fā)現(xiàn)我們再次將雷達啟動起來：

sudo systemctl start ros_startup.service

(3)當(dāng)我們在launch文件運行中，想重新啟動時可以執(zhí)行如下命令，當(dāng)執(zhí)行完以下命令是會發(fā)現(xiàn)雷達首先停止了轉(zhuǎn)動，等待3秒鐘然后又再次重新啟動了：

sudo systemctl restart ros_startup.service

(4)如果想禁止我們的自定義服務(wù)在開機的時候啟動，可以使用如下命令：

sudo systemctl disable ros_startup.service

(5)如果想再次重新在開機時啟動我們的服務(wù)，可以使用如下命令：

sudo systemctl enable ros_startup.service

在我們enable了自定義的服務(wù)后，我們的服務(wù)就會在后臺一直運行，但是我們卻不知道該服務(wù)在后臺如何運行的，因為看不到任何日志輸出，如果想查看服務(wù)運行的相關(guān)日志該如何操作呢，在這里就需要使用journalctl標準日志服務(wù)來查看了，Systemd通過其標準日志服務(wù)Journald將其管理的所有后臺進程打印到到std:out(即控制臺)的輸出重定向到了日志文件。日志文件是二進制格式的，因此必須使用特定的工具才能查看。

Journald提供了配套的程序Journalctl用于處理日志內(nèi)容，Journalctl的使用非常簡單，默認不帶任何參數(shù)的時候會輸出系統(tǒng)和所有后臺進程的混合日志，常用的參數(shù)有--dmesg用于查看內(nèi)核輸出的日志，--system用于查看系統(tǒng)輸出的日志，--unit加上Unit的名字來指定輸出特定Unit的日志，例如我們想查看自定義服務(wù)ros_startup.service的日志輸出，可以使用如下命令：

sudo journalctl --unit ros_startup.service

下面來測試下該命令，查看服務(wù)在后臺的日志輸出：

corvin@robot:~$?sudo?journalctl?--unit?ros_startup.service

[sudo]?password?for?corvin:

--?Logs?begin?at?五?2016-02-12?00:28:02?CST,?end?at?四?2018-05-31?15:58:43?CST.?--

5月?31?15:57:46?robot?systemd[1]:?Started?powerOn?startup?ros.

corvin@robot:~$?sudo?systemctl?restart?ros_startup.service

corvin@robot:~$?sudo?journalctl?--unit?ros_startup.service

--?Logs?begin?at?五?2016-02-12?00:28:02?CST,?end?at?四?2018-05-31?15:59:39?CST.?--

5月?31?15:57:46?robot?systemd[1]:?Started?powerOn?startup?ros.

5月?31?15:59:21?robot?systemd[1]:?Stopping?powerOn?startup?ros...

5月?31?15:59:24?robot?ros_stop[1981]:?killing?/base_link_to_laser4

5月?31?15:59:24?robot?ros_stop[1981]:?killed

5月?31?15:59:24?robot?ros_stop[1981]:?killing?/rosout

5月?31?15:59:24?robot?ros_stop[1981]:?killed

5月?31?15:59:25?robot?ros_stop[1981]:?killing?/ydlidar_node

5月?31?15:59:25?robot?ros_stop[1981]:?killed

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?...?logging?to?/root/.ros/log/524e6f08-64a8-11e8-a578-b827eb148

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?Checking?log?directory?for?disk?usage.?This?may?take?awhile.

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?Press?Ctrl-C?to?interrupt

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?Done?checking?log?file?disk?usage.?Usage?is?<1GB.

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?[59B?blob?data]

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?started?roslaunch?server?http://robot:34151/

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?SUMMARY

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?========

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?PARAMETERS

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/rosdistro:?kinetic

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/rosversion:?1.12.13

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/angle_fixed:?True

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/angle_max:?180.0

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/angle_min:?-180.0

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/baudrate:?115200

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/frame_id:?laser_frame

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/frequency:?7.0

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/heartbeat:?False

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/ignore_array:

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/low_exposure:?False

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/port:?/dev/ydlidar

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/range_max:?16.0

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/range_min:?0.08

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/resolution_fixed:?True

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:??*?/ydlidar_node/samp_rate:?9

5月?31?15:59:26?robot?ros_start[615]:?NODES

現(xiàn)在我們已經(jīng)可以使用自定義服務(wù)的方式來開啟引導(dǎo)啟動ROS的launch文件，但是如果我們現(xiàn)在想卸載相關(guān)的service文件該如何操作呢，那就需要將我們放置在相應(yīng)目錄中的腳本和service文件刪除即可，我們可以編寫個腳本來完成該動作，腳本命名為uninstall_ros_service.sh，具體代碼如下所示：

#!/bin/bash

#?Copyright:?2016-2018?www.corvin.cn

#?Author:?corvin

#?Description:?Remove?ourself?service?files,include?bash?file.

#?History:

#????20180531:?initial?this?file.

/usr/sbin/ros_stop

sudo?systemctl?disable?ros_startup.service

sudo?rm?/usr/sbin/ros_start

sudo?rm?/usr/sbin/ros_stop

sudo?rm?/usr/sbin/ros_restart

sudo?rm?/lib/systemd/system/ros_startup.service

exit?0

可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)執(zhí)行了卸載自定義service的腳本后，我們已經(jīng)無法執(zhí)行start和stop相關(guān)操作了，如果想再次啟用自定義服務(wù)只要重新執(zhí)行啟用的腳本即可。

0x05 參考資料

0x06 問題反饋

大家在按照教程操作過程中有任何問題，可以關(guān)注ROS小課堂的官方微信公眾號，在公眾號中給我發(fā)消息反饋問題即可，我基本上每天都會處理公眾號中的留言！當(dāng)然如果你要是順便給ROS小課堂打個賞，我也會感激不盡的，打賞30塊還會邀請進ROS小課堂的微信群與更多志同道合的小伙伴一起學(xué)習(xí)和交流！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux开机启动roscore,树莓派ubuntuMate系统中开机自启动ROS的launch文件的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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