ROS 2 與 ROS 1 的 Workspace（工作目錄）差異

 

📌 ROS 2 與 ROS 1 的 Workspace（工作目錄）差異

在 ROS（ROS 1） 和 ROS 2 中，開發者都需要使用 workspace（工作目錄） 來組織和編譯專案，但它們的架構和工具有所不同。以下是主要的差異：

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1️⃣ ROS 1 Workspace（Catkin Workspace）

在 ROS 1 中，開發者使用 Catkin 來管理和編譯專案，並且通常使用 Catkin Workspace，其目錄結構如下：

bash
ros1_ws/                # ROS 1 的工作目錄
 ├── src/               # 存放 ROS 1 套件（packages）
 │    ├── my_package/   # ROS 1 套件
 │    │    ├── CMakeLists.txt  # CMake 構建文件
 │    │    ├── package.xml     # 套件描述文件
 │    │    ├── src/            # C++ 程式碼
 │    │    ├── scripts/        # Python 範例
 │    │    ├── launch/         # 啟動文件
 │    │    ├── msg/            # 自定義訊息類型
 │    │    ├── srv/            # 服務 (Service)
 │    │    └── config/         # 參數設定
 ├── build/            # 建置（build）後的目錄
 ├── devel/            # 編譯後的開發環境（setup.bash 會在這裡）
 └── install/          # 安裝後的文件

ROS 1 工作區特點

• 使用 Catkin（CMake-based）作為建構工具。
• 編譯命令：catkin_make 或 catkin build。
• 環境設定：

  bash
  source devel/setup.bash
  

• 可支援多個獨立的 workspace，但需要透過 overlay 機制來管理。
• 需要 package.xml 和 CMakeLists.txt 來定義 ROS 套件。

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2️⃣ ROS 2 Workspace（Colcon Workspace）

在 ROS 2 中，開發者改用 Colcon 作為建構工具，並使用 Colcon Workspace，其目錄結構如下：

bash
ros2_ws/                # ROS 2 的工作目錄
 ├── src/               # 存放 ROS 2 套件
 │    ├── my_package/   # ROS 2 套件
 │    │    ├── CMakeLists.txt  # CMake 構建文件
 │    │    ├── package.xml     # 套件描述文件
 │    │    ├── src/            # C++ 程式碼
 │    │    ├── scripts/        # Python 程式碼
 │    │    ├── launch/         # 啟動文件
 │    │    ├── msg/            # 自定義訊息類型
 │    │    ├── srv/            # 服務 (Service)
 │    │    └── config/         # 參數設定
 ├── build/            # 建置（build）後的目錄
 ├── install/          # 安裝後的文件
 ├── log/              # Colcon 編譯日誌
 └── colcon.meta       # 可選，Colcon 設定文件

ROS 2 工作區特點

• 使用 Colcon 作為建構工具，而不是 Catkin。
• 編譯命令：colcon build。
• 環境設定：

  bash
  source install/setup.bash
  

• 不再使用 devel/ 目錄，取而代之的是 install/ 目錄來存放所有安裝的資源。
• 支援 Python 套件，可以使用 setup.py 而非 CMakeLists.txt 來定義 Python 套件。
• 更加模組化，可以在 ROS 2 中更輕鬆地開發和管理多個 packages。

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3️⃣ 主要差異比較

項目	ROS 1（Catkin Workspace）	ROS 2（Colcon Workspace）
建構工具	catkin_make 或 catkin build	colcon build
建構系統	Catkin（CMake-based）	Colcon（更靈活）
環境變數	source devel/setup.bash	source install/setup.bash
安裝方式	devel/ 目錄存放開發環境	install/ 目錄取代 devel/
Python 支援	主要用 CMake + package.xml	可使用 Python setup.py
編譯依賴管理	需要手動處理 package.xml	colcon 可自動解析依賴
模組化架構	需要 catkin overlay	內建支援多個 workspace
啟動指令	roslaunch my_package file.launch	ros2 launch my_package file.launch.py

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4️⃣ 何時使用哪個 Workspace？

• 如果你在使用 ROS 1，請使用 Catkin Workspace，並透過 catkin_make 來編譯專案。
• 如果你在使用 ROS 2，請使用 Colcon Workspace，並透過 colcon build 來建置專案。
• 如果你需要同時開發 ROS 1 & ROS 2（如 ros1_bridge），你需要 兩個 workspace，然後 source 兩者：

  bash
  source /opt/ros/noetic/setup.bash  # ROS 1
  source /opt/ros/humble/setup.bash  # ROS 2
  

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📌 結論

1. ROS 1 使用 Catkin Workspace，ROS 2 使用 Colcon Workspace。
2. Colcon 更適合管理多個 packages 並支援 Python，而 Catkin 主要依賴 CMake。
3. Colcon 自動管理依賴關係，不需要像 Catkin 一樣手動處理 overlay。
4. ROS 2 廢除了 devel/ 目錄，改用 install/ 來管理已編譯的 packages。

🚀 如果你要開發 ROS 2，建議使用 Colcon Workspace！