Launch启动文件可以一次性启动多个节点文件，是ROS系统中多节点启动与配置的一种脚本。

ROS2中的Launch文件就是基于Python描述的，其核心目的是启动节点，我们在命令行中输入的各种参数，在Launch文件中，通过类似这样的很多代码模版，也可以进行配置，甚至还可以使用Python原有的编程功能，大大丰富了启动过程中的多样化配置。它就像粘合剂一样，可以自由组装和配置各个节点。

可以在命令行内使用ros2中的launch命令来启动一个launch文件：

ros2 launch learning_launch simple.launch.py

该launch文件内容如下：

from launch import LaunchDescription           # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node            # 节点启动的描述类

def generate_launch_description():             # 自动生成launch文件的函数
    return LaunchDescription([                 # 返回launch文件的描述信息
        Node(                                  # 配置一个节点的启动，就是运行这样一个节点
            package='learning_topic',          # 节点所在的功能包
            executable='topic_helloworld_pub', # 节点的可执行文件
        ),
        Node(                                  # 配置一个节点的启动
            package='learning_topic',          # 节点所在的功能包
            executable='topic_helloworld_sub', # 节点的可执行文件名
        ),
    ])

我们使用ros2命令在终端中启动节点时，还可以在命令后配置一些传入程序的参数，使用launch文件一样可以做到。

传递其他参数的代码如下：

import os

from ament_index_python.packages import get_package_share_directory # 查询功能包路径的方法

from launch import LaunchDescription    # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node     # 节点启动的描述类


def generate_launch_description():      # 自动生成launch文件的函数
   rviz_config = os.path.join(          # 找到配置文件的完整路径
      get_package_share_directory('learning_launch'),
      'rviz',
      'turtle_rviz.rviz'
      )

   return LaunchDescription([           # 返回launch文件的描述信息
      Node(                             # 配置一个节点的启动
         package='rviz2',               # 节点所在的功能包
         executable='rviz2',            # 节点的可执行文件名
         name='rviz2',                  # 对节点重新命名，不用初始化节点时的默认名
                                        # 会替换掉节点程序内本身初始化设定的名字
                                     # 以打开多个相同节点时区分名字（ros2不允许同名节点）
         arguments=['-d', rviz_config]  # 加载命令行参数
      )
   ])

config部分就是利用了python代码的特性，配置了具体变量路径。

launch还可以实现资源重映射，在使用别人代码的时候，对类似的资源重新命名，提高软件的复用性。如下，时借助turtle的一个launch的示例代码：

from launch import LaunchDescription      # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node       # 节点启动的描述类

def generate_launch_description():        # 自动生成launch文件的函数
    return LaunchDescription([            # 返回launch文件的描述信息
        Node(                             # 配置一个节点的启动
            package='turtlesim',          # 节点所在的功能包
            namespace='turtlesim1',       # 节点所在的命名空间
            executable='turtlesim_node',  # 节点的可执行文件名
            name='sim'                    # 对节点重新命名
        ),
        Node(                             # 配置一个节点的启动
            package='turtlesim',          # 节点所在的功能包
            namespace='turtlesim2',       # 节点所在的命名空间
            executable='turtlesim_node',  # 节点的可执行文件名
            name='sim'                    # 对节点重新命名
        ),
        Node(                             # 配置一个节点的启动
            package='turtlesim',          # 节点所在的功能包
            executable='mimic',           # 节点的可执行文件名
            name='mimic',                 # 对节点重新命名
            remappings=[                  # 资源重映射列表
                ('/input/pose', '/turtlesim1/turtle1/pose'),         # 将/input/pose话题名修改为/turtlesim1/turtle1/pose
                ('/output/cmd_vel', '/turtlesim2/turtle1/cmd_vel'),  # 将/output/cmd_vel话题名修改为/turtlesim2/turtle1/cmd_vel
            ]
        )
    ])

namespace和c++的命名空间类似，会在节点的名字前添加一个父目录。此时通过ros2 topic list查看话题可以看到：

/parameter_events
/rosout
/turtlesim1/turtle1/cmd_vel
/turtlesim1/turtle1/color_sensor
/turtlesim1/turtle1/pose
/turtlesim2/turtle1/cmd_vel
/turtlesim2/turtle1/color_sensor
/turtlesim2/turtle1/pose

从命名空间角度避免了节点重名问题（ros2不允许同名节点存在）。

mimic节点的作用是实现一个海龟的位置变成另一个海龟的指令，本身订阅话题/input/pose并接收受一个海龟运动后的位置参数，然后再将这些参数发布到话题/output/cmd_vel。remappings参数则是对资源的重映射，将原本订阅的话题和发布的话题地址都重定向了。于是实现了，用turtlesim1命名空间内的海龟位置控制turtlesim2命名空间内的海龟位置。

在使用别人的代码时，若别人代码设置的节点名、话题名等不适合自己的项目时，可以用这种方法去调整，也不需要修改源码。

通过launch还可以修改一些执行参数，仍举海龟例子，修改其打开时的背景颜色：

from launch import LaunchDescription                   # launch文件的描述类
from launch.actions import DeclareLaunchArgument       # 声明launch文件内使用的Argument类
from launch.substitutions import LaunchConfiguration, TextSubstitution

from launch_ros.actions import Node                    # 节点启动的描述类


def generate_launch_description():                     # 自动生成launch文件的函数
   background_r_launch_arg = DeclareLaunchArgument(
      'background_r', default_value=TextSubstitution(text='0')     # 创建一个Launch文件内参数（arg）background_r
   )
   background_g_launch_arg = DeclareLaunchArgument(
      'background_g', default_value=TextSubstitution(text='84')    # 创建一个Launch文件内参数（arg）background_g
   )
   background_b_launch_arg = DeclareLaunchArgument(
      'background_b', default_value=TextSubstitution(text='122')   # 创建一个Launch文件内参数（arg）background_b
   )

   return LaunchDescription([                                      # 返回launch文件的描述信息
      background_r_launch_arg,                                     # 调用以上创建的参数（arg）
      background_g_launch_arg,
      background_b_launch_arg,
      Node(                                                        # 配置一个节点的启动
         package='turtlesim',
         executable='turtlesim_node',                              # 节点所在的功能包
         name='sim',                                               # 对节点重新命名
         parameters=[{                                             # ROS参数列表
            'background_r': LaunchConfiguration('background_r'),   # 创建参数background_r
            'background_g': LaunchConfiguration('background_g'),   # 创建参数background_g
            'background_b': LaunchConfiguration('background_b'),   # 创建参数background_b
         }]
      ),
   ])

LaunchConfiguration是去系统内读取参数的值（background_r、background_g、background_b参数），这几个参数的值则是上面的代码进行定义的：

background_r_launch_arg = DeclareLaunchArgument(
      'background_r', default_value=TextSubstitution(text='0')     # 创建一个Launch文件内参数（arg）background_r
   )

LaunchDescription生成launch描述信息的时候再传递入background_r_launch_arg等三个参数以实现保存和调用。

传入这三个参数还是显得有些冗余，在launch内可以用yaml配置文件完成参数传递的配置，上述代码可优化为：

import os

from ament_index_python.packages import get_package_share_directory  # 查询功能包路径的方法

from launch import LaunchDescription   # launch文件的描述类
from launch_ros.actions import Node    # 节点启动的描述类


def generate_launch_description():     # 自动生成launch文件的函数
   config = os.path.join(              # 找到参数文件的完整路径
      get_package_share_directory('learning_launch'),
      'config',
      'turtlesim.yaml'
      )

   return LaunchDescription([          # 返回launch文件的描述信息
      Node(                            # 配置一个节点的启动
         package='turtlesim',          # 节点所在的功能包
         executable='turtlesim_node',  # 节点的可执行文件名
         namespace='turtlesim2',       # 节点所在的命名空间
         name='sim',                   # 对节点重新命名
         parameters=[config]           # 加载参数文件
      )
   ])

对应的turtlesim.yaml文件内容如下：

/turtlesim2/sim:
   ros__parameters:
      background_b: 0
      background_g: 0
      background_r: 0

第一行的/turtlesim2/sim对应命名空间，不可随意修改。

在复杂的机器人系统中，launch文件也会有很多，此时我们可以使用类似编程中的include机制，让launch文件互相包含。如下：

import os

from ament_index_python.packages import get_package_share_directory  # 查询功能包路径的方法

from launch import LaunchDescription                 # launch文件的描述类
from launch.actions import IncludeLaunchDescription  # 节点启动的描述类
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
from launch.actions import GroupAction               # launch文件中的执行动作
from launch_ros.actions import PushRosNamespace      # ROS命名空间配置

def generate_launch_description():                   # 自动生成launch文件的函数
   parameter_yaml = IncludeLaunchDescription(  # 找到并包含指定路径下的另外一个launch文件
      PythonLaunchDescriptionSource([os.path.join(
         get_package_share_directory('learning_launch'), 'launch'),
         '/parameters_nonamespace.launch.py'])
      )

   parameter_yaml_with_namespace = GroupAction(      # 对指定launch文件中启动的功能加上命名空间，即在其前面加一个父目录，避免原本的命名和当前launch的命名冲突
      actions=[
         PushRosNamespace('turtlesim2'),
         parameter_yaml]
      )

   return LaunchDescription([                        # 返回launch文件的描述信息
      parameter_yaml_with_namespace                  # return得到launch描述的时候会得到上面配置的parameter_yaml_with_namespace
   ])

最后，所有的launch文件都必须拷贝到install的安装空间内。为了实现这个，必须在setup.py配置文件的data_files部分里添加如下内容：

(os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob(os.path.join('launch', '*.launch.py'))),
(os.path.join('share', package_name, 'config'), glob(os.path.join('config', '*.*'))),
(os.path.join('share', package_name, 'rviz'), glob(os.path.join('rviz', '*.*'))),

完整的setup.py如下：

from setuptools import setup
import os
from glob import glob

package_name = 'learning_launch'

setup(
    name=package_name,
    version='0.0.0',
    packages=[package_name],
    data_files=[
        ('share/ament_index/resource_index/packages',
            ['resource/' + package_name]),
        ('share/' + package_name, ['package.xml']),
        (os.path.join('share', package_name, 'launch'), glob(os.path.join('launch', '*.launch.py'))),
        (os.path.join('share', package_name, 'config'), glob(os.path.join('config', '*.*'))),
        (os.path.join('share', package_name, 'rviz'), glob(os.path.join('rviz', '*.*'))),
    ],
    install_requires=['setuptools'],
    zip_safe=True,
    maintainer='hcx',
    maintainer_email='huchunxu@guyuehome.com',
    description='TODO: Package description',
    license='TODO: License declaration',
    tests_require=['pytest'],
    entry_points={
        'console_scripts': [
        ],
    },
)

这样配置后，colcon编译时才会将launch文件拷贝到install文件夹内，在运行时找到并成功运行。否则虽然可以正常编译，但运行时会无法找到相应文件。