【ROS】VSCODE + ROS 配置方法（保姆级教程，总结了多篇）

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最近开始学习ROS，但是官方给的教程都是在终端命令行下实现的，如果想要编写代码我使用的是vscode进行编写。

首先vscode它不是一个IDE，vscode只提供编辑的环境而不提供编译的环境,如果想要用vscode来集成开发环境，就必须安装必须的编译器(比如mingw,python,texlive等)、配置相应编译环境(添加环境变量等)、 安装匹配的vscode的拓展插件、通过拓展插件提供的“属性”将外部编译器链接到vscode。

所以vscode仅仅起到了一个编写代码的作用，想要编译ros相关代码，还得转到终端输入命令执行，这就显得有些繁琐，好在vscode可以自定义task完成一些代码或者项目生成，编译，测试，打包等的工作，通过这种方式完成代码生产自动化，可以在做这些事情时不用临时再敲命令，或者写代码。

我在网上看了许多vscode + ros的配置教程，都五花八门，所以在此想把看过的相关博客总结成一套固定好用、清晰的配置流程，因此写了此篇博客，不仅是我个人的学习笔记，也希望能给看到的各位提供帮助。

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2022年4月22日更新排雷：
总流程简单总结，详情看博客：
1、创建工作空间： 创建新工作空间（父文件夹），在工作空间中创建子文件夹 src（子文件夹，必须叫src），在父文件夹打开终端执行catkin_make，执行完后执行code .用vscode打开此文件夹（前提安装好插件）。
2、创建功能包： 在左侧资源管理器找到我们创建的工作区中的src文件夹，右键src选择create catkin package，第一个填写自定义功能包名称：xxx，第二个填写使用到的功能包：一般为roscpp rospy std_msgs。
3、配置json文件： 修改task.json以及c_cpp_properties.json，看博客内具体内容。
4、编写cpp： 不多说了。
5、编写CMakeList.txt： 看博客具体内容。
6、vscode编译： ctrl + shfit + b进行编译。
6、vscode运行： ctrl + shfit + p分别执行 ROS：Start、ROS：Run a Ros executable，详情看博客。

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一、好用的插件（推荐）

安装ROS、catkin_tool两个插件。

二、环境配置

接下来我将以创建一个输出hellworld的程序为案例。

1、创建工作环境

新建一个文件夹，在终端执行以下命令：

mkdir -p /工作区名称/src
cd ./你的工作区
catkin_make

如下图所示，我是创建了一个叫helloworld的工作区，并且创建了src的子文件夹（注意，这是必须），然后切换到helloworld文件夹中，执行catkik_make。

2、用vscode打开工作空间

用vscode打开你新建的工作区文件夹，在这里我是打开了helloworld文件夹。

在这里教给大家一个通过命令行用vscode打开文件夹的方法：
在想要打开的文件夹目录下打开终端输入code .即可（我不是最后一个知道的吧）：

code .

如下图所示，因为安装了ros插件，所以会自动识别catkin环境，自动生成.vscode文件夹，包含c_cpp_properties.json、settings.json，如果没有，清重新打开，一般就会识别到了，这两个文件后面会用到，先放在这。

1. c_cpp_properties.json主要是includePath参数，当有自定义头文件时，需要在其内添加。
2. setting.json主要是ROS使用python编程，python相关配置，以及其它配置。我这里没有做出改动。

在c_cpp_properties.json当中，includePath自动包含了ros的头文件路径，这样就可以拥有代码提示与自动补全了，如果想添加其他头文件，在这添加即可。

3、创建功能包

咱先看官方使用终端执行的，但我们不用这个方法。
按正常的创建功能包流程的话，你需要打开终端切换到src目录下（这里就是开始工作空间创建的src），在我这里应该是./helloworld/src输入以下命令执行：

cd src
catkin_create_pkg 自定义ROS包名 roscpp rospy std_msgs

我们用以下方法：
在左侧资源管理器找到我们创建的工作区中的src文件夹，右键src选择create catkin package：

1. 弹出的第一个框（package name）填写你的功能包名称，这个是自定义，我命名为helloworld；
2. 弹出的第二个框（dependencies）填写你用到的功能包名称，这里填roscpp rospy std_msgs；

总之，依次输入helloworld以及roscpp rospy std_msgs。

4、创建并配置json文件

我觉得最恶心的就是配置json文件，把我搞得晕头转向的。。。以下仅供参考，有需要需要自己更改，比如说路径。

c_cpp_properties.json

这个一般不需要更改，自动包含ros的头文件目录，除非你想添加其他头文件目录。
我的如下：

{
  "configurations": [
    {
      "browse": {
        "databaseFilename": "${workspaceFolder}/.vscode/browse.vc.db",
        "limitSymbolsToIncludedHeaders": false
      },
      # 头文件路径
      "includePath": [
        "/opt/ros/melodic/include/**",
        "/usr/include/**"
      ],
      "name": "ROS",
      "intelliSenseMode": "gcc-x64",
      "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
      "cStandard": "gnu11",
      "cppStandard": "c++14"      
      "compileCommands": "${workspaceFolder}/build/compile_commands.json"
    }
  ],
  "version": 4
}

在configurations中添加了 "compileCommands": "${workspaceFolder}/build/compile_commands.json"，具体原因看配置task.json。

settings.json

主要是ROS使用python编程，python相关配置，以及其它配置，我这里没有改动。

{
    "python.autoComplete.extraPaths": [
        "/opt/ros/melodic/lib/python2.7/dist-packages"
    ],
    "python.analysis.extraPaths": [
        "/opt/ros/melodic/lib/python2.7/dist-packages"
    ]
}

在这里还缺少两个json文件：task.json，launch.json，我们进行配置。

task.json

按下ctrl + shfit + p输入指令tasks: configure task,然后会下拉出许多，在这里看了好多博客都没有说选择哪一个，随便选一个，比如catkin_make: build，下面我们会直接对其作修改，复制以下代码修改：

{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "catkin_make", //代表提示的描述性信息
            "type": "shell",  //可以选择shell或者process,如果是shell代码是在shell里面运行一个命令，如果是process代表作为一个进程来运行
            "command": "catkin_make",//这个是我们需要运行的命令
            "args": [
				 "-DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON"
			],//如果需要在命令后面加一些后缀，可以写在这里，比如-DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES=“pac1;pac2”
            "group": {"kind":"build","isDefault":true},
            "presentation": {
                "reveal": "always"//可选always或者silence，代表是否输出信息
            },
            "problemMatcher": "$msCompile"
        },
    ]
}

1. 这里需要在添加 "args"中添加了-DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON
2. 并且需要在c_cpp_properties.json的configurations中添加 "compileCommands": "${workspaceFolder}/build/compile_commands.json"

在task.json的 "args"中添加了-DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON，这里是因为后面编译cpp可能会报错找不到头文件，具体原因我还没有搞懂，懂了后续更新。

接下来就可以执行快捷键ctrl + shfit + b自动执行task.json中的catkin_make指令进行编译了，并在build文件夹下生成compile_commands.json，这个文件是在c_cpp_properties.json中调用的，这样就能找到头文件了。

TODO: 具体task.json文件起到什么作用，后续等学习到再进行详解。

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2022年4月12日更新:
launch.json文件不需要创建，这部分可以略过了。
我们运行会直接通过在vscode执行快捷键ctrl + shfit + p，使用rosrun指令运行对应节点与功能包，或者使用roslaunch指令运行xxx.launch文件（后缀是launch，不是launch.json）。
具体操作看这篇博客第5部分：【ROS入门21讲】订阅者Subscriber的编程使用

launch.json

执行快捷键ctrl + shfit + d切换到运行和调试，并选择创建一个launch.json，随便选一个，手动创建也可以，复制以下代码修改：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "(gdb) Launch",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            # 这里要修改，找到编译生成的二进制可执行文件
            "program": "${workspaceFolder}/devel/lib/myros/myros", 
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            //"preLaunchTask": "build",
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "targetArchitecture": "x64",
            "avoidWindowsConsoleRedirection": true,
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "Enable pretty-printing for gdb",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ]
        }
    ]
}

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5、编写cpp文件

在你创建的工作区的src中创建一个helloworld.cpp，输入以下代码：

#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    //执行 ros 节点初始化
    ros::init(argc,argv,"hello");
    //创建 ros 节点句柄(非必须)
    ros::NodeHandle n;
    //控制台输出 hello world
    ROS_INFO("hello world!");

    return 0;
}

这个没什么可说的。

6、编写CMakeLists.txt

在这里可能有人会跟我遇到同样的疑惑，catkin_make 与cmake到底是什么关系，简单一句话来讲，catkin_make是cmake的高级封装，具体的区别我会在文章结尾附上几篇参考博客。

在这里编写CMakeLists.txt 是编写的编写位于你工作区中src下helloworld中的CMakeLists.txt文件，这个文件是事先通过catkin_make指令生成的，在其中添加：

aux_source_directory(./src SRCS)
add_executable(helloworld ${SRCS})
target_link_libraries(helloworld ${catkin_LIBRARIES})

修改后：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.2)
project(helloworld)

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  rospy
  std_msgs
)

catkin_package(
#  INCLUDE_DIRS include
#  LIBRARIES helloworld
#  CATKIN_DEPENDS roscpp rospy std_msgs
#  DEPENDS system_lib
)

include_directories(
# include
  ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)

aux_source_directory(./src SRCS)
add_executable(helloworld ${SRCS})
target_link_libraries(helloworld ${catkin_LIBRARIES})

这个其实是前面初始化ros环境空间就生成的，直接修改即可。

7、对程序进行编译

在对程序进行编译的时候，我遇到了诡异的事情，对于编译之后生成的二进制可执行文件有时候会出现在build文件夹，有时候会出现在devel文件夹，困惑了我好久，网上也没有找到解释的，花了好久好久时间才发现，原来是编译的方式不同。我都是使用的catkin_make指令，造成这种原因是因为我使用指令的方式不一样：

1. 在工作区目录下用终端执行catkin_make会将可执行文件生成在build里面；
   

2. 在vscode中使用快捷键ctrl + shfit + b进行编译是执行的task.json中你所创建的指令，这种方法会将可执行文件生成在devel；
   

TODO: 具体为什么会产生这种区别目前也不太了解，等懂了之后再来更新，或者有大佬可以在评论区指出，谢谢。

以上两种编译方式选择一种就可以了，在对应文件夹下寻找可执行文件，在这里为了方便，我选择第二种方案。

8、运行ROS MASTER

运行程序我们需要打开一个ROS MASTER。

官方教程（在这里不使用）

打开一个新终端输入roscore即可，如下：

roscore

VSCODE(推荐)

vscode里面可以执行直接执行指令，代替了第一种方法，不需要来会反复切换终端，减少了麻烦。
执行快捷键ctrl + shfit + p输入ROS：Start，即可打开ROS MASTER。

网上有些博客写的是ROS: Start Core，但实际上我并没有，可能是进行了更改变成了ROS：Start，如果想要关闭，执行ROS：Stop即可。

9、运行helloworld程序

官方教程（在这里不使用）

打开一个新终端输入rosrun 包名 节点名称即可，如下：
在这里我的包名helloworld，节点名称helloworld

rosrun helloworld helloworld

VSCODE(推荐)

执行快捷键ctrl + shfit + p输入ROS：Run a Ros executable，代替了在终端调用rosrun helloworld helloworld指令的操作，依次输入你创建的功能包的名称以及节点名称（即编译成功后二进制文件的名称）

运行在终端查看结果，输出以下结果说明成功：

TODO :其实在这里我是想调用launch.json文件进行程序调试的，但是不知道为什么一添加launch.json就会导致cpp文件的头文件找不到。

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2022年4月12日更新：不需要launch.json文件运行，直接通过在vscode执行快捷键ctrl + shfit + p，使用rosrun指令运行对应节点与功能包，或者使用roslaunch指令运行xxx.launch文件（后缀是launch，不是launch.json）。
具体操作看这篇博客第5部分：【ROS入门21讲】订阅者Subscriber的编程使用

10、总结

目前这一套流程能够跑通这一个demo案例，但是感觉仍有许多bug和不懂之处，之后了解之后再来更新。

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参考博客：
ros项目调试:vscode下配置开发ROS项目
VS Code创建、调试ROS项目
VS Code 配置 ROS catkin
使用Visual Studio Code 开发ROS方法
vscode开发ROS(5)-ROS工程目录结构
VScode debug ROS cpp程序设置 断点调试
使用VScode搭建ROS开发环境的教程详解

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