ROS机器人学习小结
ROS 机器人学习小结
ROS 简介
ROS 是一个用于编写软件的灵活框架，它集成了大量的工具、库、协议，提供了类似操作系统提供所提供的功能，包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间的消息传递、程序发行包的管理，可以极大的简化繁杂多样的机器人平台下的复杂任务创建与稳定行为控制。
在短短几年里，ROS 得到了广泛的应用，各大机器人平台几乎都支持ROS 框架，如
Pioneer 、Aldebaran Nao 、TurtleBot 、Lego NXT 、Asctec quadrotor 等。同时，开源社区内的ROS 功能包呈指数级增长，涉及的应用邻域包括轮式机器人、人形机器人、工业机器人、农业机器人等。
1.1 ROS 的设计目标。
ROS 的设计目标是提高机器人研发中的软件复用率，所以它被设计成为一种分布式结构，使得框架中的每个功能模块都能被单独设计、编译，并且在运行时以松散耦合的方式结合在一起。而且ROS 中的功能模块都封装于独立的功能包 ( Package )，便于在社区中共享与分发。
1.2ROS 的特点
ROS 核心——分布式网络，使用Tcp/ip 的通信方式，实现模块间点对点的松耦合连接，可以执行若干类型的通信，包括基于话题的( Topic )的异步数据流通信，基于服务
( service )的同步数据流通信，还有参数服务器上的数据存储等 ( 1) 点对点的设计
在ROS 中，每一个进程都以一个节点的形式运行，可以分布于多个不同的主机。
传送到接收节点。这种点对点的设计可以分散定位、导航等功能带来的实时计
算压力，适应多机器人的协同工作。
(2) 多语言支撑
Python、C++、Java、Octave、LISP 等
(3) 架构精简、集成度高
在已有的机器人应用中，软件的复用性是一个巨大的问题。很多的驱动程序、
应用算法、功能模块在设计时过于混乱，导致其很难在其他机器人或应用中进行移植和二次开发。而ROS框架具有模块化特点使得每个功能节点可以进行
单独编译，并且使用统一的消息接口让模块的移植、复用更加便捷。
(4) 组织化工具包丰富
移动机器人的开发往往需要一些友好的可视化工具和仿真软件，ROS采用组件
的方法将这些工具和软件集成到系统中可以作为一个组件直接使用。例如3D 可视化工具rviz,开发者可以根据ROS定义的接口在其显示机器人3D模型、周围环境地图、机器人导航路线等消息。此外，ROS中还有消息查看工具、物理
仿真环境等组件，提高了机器人开发的效率。
(5) 免费并且开源
ROS遵照的BSD许可给使用者较大的自由，允许其修改和重新发布其中的应
master:（1）每个node启动时都要向master注册。（2）管理node之间的通信
node:（1）ROS 的进程。（2）pkg里的可执行文件运行的实例（运行C++、python、shell 脚本等可执行文件，加载到内存中，就成为一个ROS进程，即一个node）
通信方式
（1）topic 通信
ROS中的异步通信方式
node 之间通过publish-subscribe 机制通信
nodeA 和nodeB 发布和订阅并不同步
多个node可以发布信息给同一Topic,多个node可以订阅同一Topic的信息
（2）service 通信
topic通信占用计算资源，node不停的发布信息和接受信息。
service
ROS中的同步通信方式
Node之间可以通过request-reply 方式通信
(3) parameter server
启动ros时自动启动参数服务器存储各种参数和配置的字典Key
/rosdistro /rosvers ion/use_sim_time Value'ki netic''1.127true rosparam list// 列出当前所有的参数
rosparam get param_key〃显示莫个参数的值(gazebo_gui/gravity_z)
(4)Actio n 通信
类似service，带有状态反馈的通信方式
通常用在长时间、可抢占的任务中(例如小车导航、机械臂运动)
示例
（1 ）master and node
rosla unch robot_sim_demo robot_spaw https://www.docsj.com/doc/a67888049.html,unch // 打开示例
rosnode list // 显示哪些node 运行
f
Actio
n
clie nt
goal
actio n
service
cancel
status
result
feedback
rosnode info /cmd_vel_mux // 查看node 的详细信息。（速度选择器发布topic
订阅的topic、提供两个服务）
（2）topic 通信
rosla unch robot_sim_demo robot_spaw https://www.docsj.com/doc/a67888049.html,unch // 打开示例
rosru n image_view image_view image:=/camera/rgb/image_raw/ // 显示/camera/rgb/image_raw 中的信息
rosrun robot_sim_demo robot_keyboard_teleop.py // 运行Python 脚本，控制小车运
动
rostopic list// 哪些topic
rostopic info /camera/rgb/image_raw// 查看该topic的信息
rostopic info /cmd_vel // 查看该topic 的信息
(3) service 通信 rosservice list
rosservice info /gazebo/delete_light 〃
rossrv show gazebo_msgs/DeleteLight// 显示请求（删除灯光的名称）和回复
rosservice call /gazebo/delete_light "light_ name:'s un "7/
删除灯光
success
stri ng status 提供的服务信息
sun