YAML与launch启动过程

本节把模型、控制器配置和启动文件连接起来，第一次运行你自己的工作区。

1.示例 1：编写控制器配置

将以下完整内容保存为 config/controllers.yaml：

controller_manager:
  ros__parameters:
    update_rate: 100
    joint_state_broadcaster:
      type: joint_state_broadcaster/JointStateBroadcaster
    forward_position_controller:
      type: forward_command_controller/ForwardCommandController
    trajectory_controller:
      type: joint_trajectory_controller/JointTrajectoryController
    learn_position_controller:
      type: learn_position_controller/HoldController
forward_position_controller:
  ros__parameters:
    joints: [joint1, joint2]
    interface_name: position
trajectory_controller:
  ros__parameters:
    joints: [joint1, joint2]
    command_interfaces: [position]
    state_interfaces: [position, velocity]
    state_publish_rate: 50.0
    action_monitor_rate: 20.0
    allow_partial_joints_goal: false
    constraints:
      goal_time: 2.0
      stopped_velocity_tolerance: 0.05
      joint1: {trajectory: 0.3, goal: 0.03}
      joint2: {trajectory: 0.3, goal: 0.03}

1.1.参数属于谁

controller_manager.ros__parameters 声明更新频率和可加载的控制器类型；forward_position_controller.ros__parameters 才是这个控制器自己的参数。

trajectory_controller、learn_position_controller 现在只是登记类型。启动文件只加载状态广播器和命令转发器，所以后一个自编插件尚未创建也不影响当前启动。

2.示例 2：编写完整启动文件

保存为 launch/mini.launch.py：

from pathlib import Path
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory
from launch import LaunchDescription
from launch.actions import DeclareLaunchArgument
from launch.substitutions import LaunchConfiguration, PathJoinSubstitution
from launch_ros.actions import Node
from launch_ros.parameter_descriptions import ParameterValue
from launch.substitutions import Command


def generate_launch_description():
    share = get_package_share_directory('learn_control_hardware')
    model = LaunchConfiguration('model')
    description = ParameterValue(Command(['xacro ', model]), value_type=str)
    config = str(Path(share) / 'config' / 'controllers.yaml')
    return LaunchDescription([
        DeclareLaunchArgument('model', default_value=str(Path(share) / 'urdf' / 'mini.urdf')),
        Node(package='robot_state_publisher', executable='robot_state_publisher',
             parameters=[{'robot_description': description}], output='screen'),
        Node(package='controller_manager', executable='ros2_control_node',
             parameters=[config],
             remappings=[('~/robot_description', '/robot_description')], output='screen'),
        Node(package='controller_manager', executable='spawner',
             arguments=['joint_state_broadcaster', '-c', '/controller_manager'], output='screen'),
        Node(package='controller_manager', executable='spawner',
             arguments=['forward_position_controller', '-c', '/controller_manager'], output='screen'),
    ])

2.1.执行关系

robot_state_publisher 取得展开后的 robot_description
  → 通过 /robot_description 发布模型
ros2_control_node 订阅模型
  → ResourceManager 加载 GenericSystem
spawner 等待管理器服务
  → 加载、配置并激活控制器

不要把 LaunchDescription 列表顺序当成“上一项初始化完成后才执行下一项”。这些进程可以并发启动；spawner 自己等待管理器服务。等待超时应该排查管理器为何没准备好。

ParameterValue(..., value_type=str) 明确告诉参数系统，这是完整 XML 字符串。~/robot_description 中的 ~ 表示节点私有名称，通过 remapping 接到 /robot_description。

3.编译运行

cd ~/ros2_control_humble_ws
colcon build --symlink-install --packages-select learn_control_hardware
source install/setup.bash

ros2 launch learn_control_hardware mini.launch.py

另开终端，source 系统和学习工作区：

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_control_humble_ws/install/setup.bash

ros2 control list_controllers
ros2 control list_hardware_interfaces
ros2 topic pub --once /forward_position_controller/commands \
  std_msgs/msg/Float64MultiArray "{data: [0.4, -0.2]}"
ros2 topic echo /joint_states

3.1.Run output and chronological order

在 GenericSystem 默认镜像行为下，状态会很快对应命令。从零编写模拟硬件插件换成一阶响应插件后，同样的目标会表现为逐渐靠近。

数组 [0.4, -0.2] 的顺序由控制器 joints 配置决定。JointState 输出的数组顺序则要对照它自己的 name 字段。

4.示例 3：通过参数换模型

ros2 launch learn_control_hardware mini.launch.py model:=/tmp/mini_bad.urdf

先停止正常实例，再做错误实验。这个 model 参数也会在串口章节用来选择不同后端。

4.1.Points to note in this example

修改 launch 或 YAML 后，确认安装空间确实使用新内容。--symlink-install 能简化资源迭代，但新增文件、改变安装规则或 C++ 修改后仍应重新构建。

参考：Humble Controller Manager。

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