ROS

简介

• ROS（Robot Operating System）是一个适用于机器人的开源的元操作系统，是用于编写机器人软件程序的一种具有高度灵活性的软件架构，提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象，底层设备控制，常用函数的实现，进程间消传递，以及包管理。

一套标准

• ROS中有一个称为“计算图”的概念，即由一个master管理一堆节点。通过这个东西，我们可以非常方便且安全地通过编写多个节点实现多进程编程（注意不是多线程）。这种编程方式是ROS标准的一部分。

一堆工具

• ROS提供了大量的工具。比如许多命令行工具，可以检测每个节点的发布频率，信息类型，又比如超级好用的可视化工具Rviz，用来数据可视化的rqt_plot，用来仿真的gazebo，用来标定相机内参的工具等等。

节点与管理器

节点（Node） --执行单元

• 执行具体任务的进程、独立运行的可执行文件
• 不同节点可使用不同的编程语言，可分布式运行在不同的主机
• 节点在系统中的名称必须是唯一的

节点管理器（ROS Master） --控制中心

• 为节点提供命名和注册服务
• 跟踪和记录话题/服务通信，辅助节点互相查找、建立连接
• 提供参数服务器，节点使用此服务器存储和检索运行时的参数
  

话题通信

话题（Topic） --异步通信机制

• 节点间用来传输数据的重要总线
• 使用发布/订阅模型，数据由发布者传输到订阅者，同一个话题的订阅者或发布者可以不唯一

消息（Message） --话题数据

• 具有一定的类型和数据结构，包括ROS提供的标准类型和用户自定义类型
• 使用与编程语言无关的.msg文件定义，编译过程中生成对应的代码文件
  
  

服务通信

服务（Service） --同步通信机制

• 使用客户端/服务器（C/S）模型，客户端发送请求数据，服务器完成处理后返回i应答数据
• 使用与编程语言无关的.srv文件定义请求和应答数据结构，编译过程中生成对应的代码文件
  
  

参数

参数（Parameter） --全局共享字典

• 可通过网络访问的共享、多变量字典
• 节点使用此服务器来存储和检索运行时的参数
• 适合存储静态、非二进制的配置参数，不适合存储动态配置的数据
  

文件系统

功能包（Package）

• ROS软件中的基本单元，包含节点源码、可执行文件、脚本、配置文件、数据定义等

功能包清单（Package manifest）

• 清单（Manifest）是对软件包的描述。它用于定义软件包之间的依赖关系，并记录有关软件包的元信息，如版本、维护者、许可证等

元功能包（Meta Packages）

• 组织多个用于同一目的的功能包