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@PXTROBO(PXT Robotics)

ROS2 Launchファイル リファレンス

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ROS2 Launchファイル リファレンス

（ROS1 → ROS2移行者・中級者向け）

概要

ROS2のlaunchシステムは、ROS1のroslaunchに比べて
宣言的・階層的・モジュール化された構成管理を目的として再設計されています。

このリファレンスでは、特にノード起動構文とIncludeLaunchDescriptionによる構成再利用を中心に、
ROS2開発の現場で必要となる仕組み・注意点・設計パターンを体系的に解説します。

1. 基本概念

1.1 LaunchConfiguration（設定値管理）

LaunchConfigurationは、launchファイル全体で共有される変数を管理します。
ROS1のargに相当しますが、ROS2ではグローバルスコープの設定変数として扱われます。

例：

config_type = LaunchConfiguration('config_type')

DeclareLaunchArgument(
    'config_type',
    default_value='default'
)

特徴：

  • 定義はDeclareLaunchArgumentによって宣言される
  • 同名変数が複数存在すると上書きされる
  • スコープを限定するにはGroupAction(scoped=True)を使用する

1.2 DeclareLaunchArgument（外部引数）

DeclareLaunchArgumentは外部から指定できるパラメータを宣言します。
ROS1の<arg>タグに相当します。

例：

DeclareLaunchArgument(
    'config_file',
    default_value=[LaunchConfiguration('config_type'), '_config.yaml']
)

注意点：

  • default値に数値文字列を指定すると型変換エラーが発生する
  • 文字列結合はリスト形式（[...]）で記述する

1.3 スコープ制御

クラス 機能概要
PushLaunchConfigurations 新しいスコープを作成（既存設定を一時保存）
PopLaunchConfigurations スコープを破棄し、前の状態に戻す
GroupAction(scoped=True) 局所スコープを作成（ローカル変数のように扱える）
PushROSNamespace ノードのnamespaceを設定する

例：

GroupAction(
    actions=[
        PushROSNamespace('robot1'),
        Node(package='my_pkg', executable='controller')
    ],
    scoped=True
)

2. IncludeLaunchDescriptionによる構成管理

2.1 概要

IncludeLaunchDescriptionは、他のlaunchファイルを再利用・構成化するための仕組みです。
これにより、共通設定のテンプレート化や階層的launch構造を構築できます。

典型的な用途は次のとおりです：

  • 共通設定ファイル（センサー初期化、RViz設定など）の再利用
  • 複数ロボットインスタンスの動的生成
  • 各モジュールのlaunch構成を独立・再利用可能にする

2.2 基本構文

from launch import LaunchDescription
from launch.actions import IncludeLaunchDescription
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
from launch.substitutions import PathJoinSubstitution, FindPackageShare, LaunchConfiguration

IncludeLaunchDescription(
    PythonLaunchDescriptionSource(
        PathJoinSubstitution([
            FindPackageShare('my_robot_bringup'),
            'launch',
            'subsystem_launch.py'
        ])
    ),
    launch_arguments={
        'robot_ns': LaunchConfiguration('robot_ns'),
        'param_file': LaunchConfiguration('param_file'),
    }.items(),
)

ポイント：

  • .items()を必ず付ける（付け忘れると無効）
  • launch_argumentsはLaunchConfiguration経由で子launchに引き渡される

2.3 変数スコープと継承

Includeで呼び出された子launchファイルは、
親launchのLaunchConfigurationスコープを共有します。

動作 説明
親→子の変数共有 launch_argumentsで渡すと、子launchで使用可能
子→親の変更 上書きされる（同名変数は共有スコープ）
スコープを分離 GroupAction(scoped=True)またはPushLaunchConfigurations()を使用

例：スコープ分離

GroupAction(
    actions=[
        IncludeLaunchDescription(
            PythonLaunchDescriptionSource('sub_launch.py'),
            launch_arguments={'namespace': 'robot1'}.items()
        )
    ],
    scoped=True
)

2.4 再利用設計パターン

(1) テンプレート型設計

共通的なノードセット（例：SLAMやnavigation）を
パラメータ引数付きテンプレートlaunchとして定義する。

例：

# nav_template.launch.py
DeclareLaunchArgument('robot_ns')
DeclareLaunchArgument('map_yaml')

Node(
    package='nav2_bringup',
    executable='bringup_launch.py',
    namespace=LaunchConfiguration('robot_ns'),
    parameters=[LaunchConfiguration('map_yaml')],
)

再利用：

IncludeLaunchDescription(
    PythonLaunchDescriptionSource('nav_template.launch.py'),
    launch_arguments={
        'robot_ns': 'robot1',
        'map_yaml': '/maps/map1.yaml'
    }.items()
)

(2) 多重Include構成

階層化したlaunch設計を行うことで、
**「トップレベル → サブシステム → ノード」**というモジュール構成を実現します。

構成例：

bringup/
 ├─ launch/
 │   ├─ bringup.launch.py     ← 全体構成
 │   ├─ sensors.launch.py     ← センサー群
 │   ├─ navigation.launch.py  ← 経路計画
 │   └─ rviz.launch.py        ← 可視化

bringup.launch.py

IncludeLaunchDescription(PythonLaunchDescriptionSource('sensors.launch.py'))
IncludeLaunchDescription(PythonLaunchDescriptionSource('navigation.launch.py'))
IncludeLaunchDescription(PythonLaunchDescriptionSource('rviz.launch.py'))

メリット：

  • 各モジュールの独立性が高く、再利用しやすい
  • チーム開発時に担当範囲を分離できる

(3) 共通引数・設定ファイル管理

複数のlaunchファイルで共通パラメータを扱う場合、
**共通定義ファイル（common_args.launch.py）**を設けると管理しやすくなります。

common_args.launch.py

def declare_common_arguments():
    return [
        DeclareLaunchArgument('use_sim_time', default_value='true'),
        DeclareLaunchArgument('log_level', default_value='info')
    ]

各launchで再利用：

from common_args import declare_common_arguments

LaunchDescription([
    *declare_common_arguments(),
    Node(
        package='my_pkg',
        executable='node_main',
        output='screen',
        parameters=[{'use_sim_time': LaunchConfiguration('use_sim_time')}]
    )
])

2.5 ベストプラクティスまとめ

分類 推奨方法 備考
共通設定 共通引数を共通関数化 重複防止・可読性向上
階層構成 Includeで階層化 拡張に強い
スコープ制御 GroupAction(scoped=True)でローカル化 変数衝突防止
ファイル命名 <機能>_launch.py モジュール明確化
テンプレート化 LaunchArgumentで汎用性を担保 引数明示で保守性向上

3. ノード起動構文

（※この章は既存①を維持・整理）

3.1 Nodeクラス（基本）

Node(
    package='my_robot',
    executable='controller',
    name='controller_node',
    namespace=LaunchConfiguration('robot_ns'),
    parameters=[
        PathJoinSubstitution([FindPackageShare('my_robot'), 'config', 'params.yaml'])
    ],
    remappings=[('/cmd_vel', '/robot1/cmd_vel')],
    output='screen'
)

注意：

  • 同一namespace内で同名ノードは起動できない
  • パラメータファイルは後方優先で上書きされる

3.2 ComposableNodeContainer（複合ノード）

ComposableNodeContainer(
    name='image_container',
    package='rclcpp_components',
    executable='component_container_mt',
    composable_node_descriptions=[
        ComposableNode(
            package='image_proc',
            plugin='image_proc::ResizeNode',
            name='resize_node'
        ),
        ComposableNode(
            package='image_proc',
            plugin='image_proc::CropDecimateNode',
            name='crop_node'
        ),
    ],
    output='screen'
)

ポイント：

  • 同一プロセス内で複数ノード実行
  • 通信レイテンシを削減
  • plugin名誤記は起動時例外の原因になる

4. トラブルシューティング

症状 原因 対応策
子launchの変数が親に影響 スコープ共有 GroupAction(scoped=True)で隔離
Includeの引数が反映されない .items()抜け 必ずlaunch_arguments={...}.items()を指定
同名ノードが複数起動失敗 namespace未指定 PushROSNamespaceで区別
YAMLパラメータ未読込 階層不一致 ノード名＝YAML階層を一致させる

5. まとめ

ROS2のLaunch設計では、
再利用性とスコープの明確化が最重要です。

  • IncludeLaunchDescriptionで階層化・再利用を行う
  • GroupAction(scoped=True)で局所スコープを管理
  • DeclareLaunchArgumentでテンプレート化
  • ComposableNodeContainerで効率的な構成を構築

これにより、チーム開発でも安全・拡張性の高いlaunch構造を維持できます。

6. 参考資料

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