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在ROS中使用Python3


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    当前ROS是只支持Python2.7的。Python3的支持在ROS的计划中,详细的可以看这里。简单说来就是要到2019年ROS的N版本才能完全支持Python3。

    首先要了解为什么ROS不能支持Python3.对于纯的Python代码同时支持Python3和Python2.7是比较容易的,基本上ROS的代码也都是支持的。问题在于包含了C++或者C的那部分Python代码。Python2.7和Python3的c module代码相差很大。一次只能编译其中的一种版本。而且很多module没有做好Python3的支持。在Python3环境下也无法编译。这就是ROS无法支持Python3的原因。目前ROS的核心包都是支持用Python3从源码编译的。但是官方并没有发布Python3的软件包。所以想要使用的话要自己编译。下面介绍两种使用Python3的方法。

    1. 使用Python3和Python2.7的混合环境
      原理:使用virtualenv创建一个Python3的环境。然后在这个环境中编译安装自己需要的软件包。在引用软件包的时候,如果没有对应的Python3的软件包,会自动的去Python2.7的环境里面找。这样很多软件包都是可以通用的。当然对于没有做好Python3支持的软件包也是没法用的。

    下面以geometry2为例子

    sudo apt-get install python3-dev
    mkdir catkin_ws # 创建工作空间
    cd catkin_ws
    mkdir src
    cd src 
    # 下载geometry和geometry2的源代码
    git clone https://github.com/ros/geometry
    git clone https://github.com/ros/geometry2
    cd ..
    # 创建虚拟环境
    virtualenv -p /usr/bin/python3 venv
    source venv/bin/activate
    pip install catkin_pkg pyyaml empy rospkg numpy
    catkin_make
    source devel/setup.bash
    

    这样就能够成功在Python3下使用tf的相关函数了。

    运行Python3程序

    Python 3.5.2 (default, Nov 23 2017, 16:37:01) 
    [GCC 5.4.0 20160609] on linux
    Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
    >>> import tf
    >>> tf.__file__
    '/home/xiaoqiang/Desktop/catkin_ws/devel/lib/python3/dist-packages/tf/__init__.py'
    >>> import tf2_py
    >>> tf2_py.__file__
    '/home/xiaoqiang/Desktop/catkin_ws/devel/lib/python3/dist-packages/tf2_py/__init__.py'
    >>> 
    

    可以看到我们的tf已经是在Python3的路径下了。

    1. 从源码安装ROS
      首先把ROS都卸载干净
    sudo apt-get purge ros-*
    sudo apt-get autoremove
    

    创建ROS工作空间

    mkdir ros
    

    创建Python3环境

    cd ros
    # 把系统默认Python替换成Python3
    sudo rm -rf /usr/bin/python
    sudo ln -s /usr/bin/python3.5 /usr/bin/python
    sudo apt install python3-pip
    

    安装ros的编译基础软件包

    sudo apt-get install python3-rosdep python3-rosinstall-generator python3-wstool python3-rosinstall build-essential
    sudo pip3 install catkin_pkg
    

    开始下载相关软件包

    rosinstall_generator desktop --rosdistro kinetic --deps --tar > kinetic-desktop.rosinstall
    wstool init -j8 src kinetic-desktop.rosinstall
    # 如果上一步有失败的,执行
    wstool update -j 4 -t src
    

    这里安装的是kinetic版本。其他版本需要调整对应的参数。

    安装软件包依赖

    rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro kinetic -y
    sudo apt-get install libtbb-dev python3-pyqt5
    sudo pip3 install empy numpy defusedxml netifaces
    # 修复 16.04 libboost_python3找不到的问题
    sudo ln -s /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libboost_python-py35.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libboost_python3.so
    

    编译工作空间

    ./src/catkin/bin/catkin_make_isolated --install -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
    

    如果这个过程中编译有错误,一般是缺少软件包之类的。需要下载安装对应的软件包然后再次编译。直到全部编译成功。

    添加环境变量

    在~/.bashrc里面添加

    source /home/xiaoqiang/Documents/ros/install_isolated/setup.bash
    

    这里是小强的路径,你要根据自己的工作空间的位置进行修改。

    之后再重新打开一个终端就可以了。

    In [2]: import tf2_ros
    
    In [3]: tf2_ros.__file__
    Out[3]: '/home/xiaoqiang/Documents/ros/install_isolated/lib/python3/dist-packages/tf2_ros/__init__.py'
    
    In [4]: 
    

    可以看到现在的ROS使用的Python已经是Python3了。

    总结虽然以上两种方法都可以使用Python3,但是推荐还是使用第一种方法。第二种方法使用起来比较费事,而且一旦使用了Python3就没办法使用Pyhon2.7了。有些软件包并没有做好Pyhon3的支持。这样会在使用中产生不少问题。