SLAM+語音機器人DIY系列：（二）ROS入門——1.ROS是什麼

時間 2019-11-10

標籤 slam 語音機器人 diy 系列 ros 入門 1.ros 什麼简体版

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摘要

ROS機器人操做系統在機器人應用領域很流行，依託代碼開源和模塊間協做等特性，給機器人開發者帶來了很大的方便。咱們的機器人「miiboo」中的大部分程序也採用ROS進行開發，因此本文就重點對ROS基礎知識進行詳細的講解，給不熟悉ROS的朋友起到一個拋磚引玉的做用。本章節主要內容：html

1.ROS是什麼node

2.ROS系統總體架構python

3.在ubuntu16.04中安裝ROS kineticnginx

4.如何編寫ROS的第一個程序hello_worldgit

5.編寫簡單的消息發佈器和訂閱器github

6.編寫簡單的service和clientdjango

7.理解tf的原理編程

8.理解roslaunch在大型項目中的做用ubuntu

9.熟練使用rvizwindows

10.在實際機器人上運行ROS高級功能預覽

1.ROS是什麼

（圖1）ROS的圖標

ROS是一個適用於機器人的開源的元操做系統。其實它並非一個真正的操做系統，其底層的任務調度、編譯、尋址等任務仍是由Linux操做系統完成，也就是說ROS其實是運行在Linux上的次級操做系統。可是ROS提供了操做系統應用的各類服務（如：硬件抽象、底層設備控制、經常使用函數實現、進程間消息傳遞、軟件包管理等），也提供了用於獲取、編譯、跨平臺運行代碼的工具和函數。ROS主要採用鬆耦合點對點進程網絡通訊，目前主要仍是支持Ubuntu系統，windows和Mac OS目前支持的還很差，因此推薦在Ubuntu系統上安裝使用ROS。

1.1.ROS的特性

（圖2）ROS的特性

總結起來就是，使用ROS可以方便迅速的搭建機器人原型。ROS使用了BSD許可證，這是一個很寬鬆的開放許可證，容許在商業和閉源產品中使用，這一點對開發產品的創業公司很重要。ROS當前的代碼統計量，總行數超過1400萬，做者超過2477名。代碼語言以C++爲主，63.98%的代碼是用C++編寫的，排名第二的是python，佔13.57%，能夠說ROS基本上都是使用這兩種語言，來實現大部分的功能。

1.2.ROS的結構

這裏主要從四個方面來解讀ROS的結構，設計思想、核心概念、核心模塊、核心工具。

ROS的設計思路主要是分佈式架構，將機器人的功能和軟件作成一個個節點，而後每一個節點經過topic進行溝通，這些節點能夠部署在同一臺機器上，也能夠部署在不一樣機器上，還能夠部署在互聯網上。

ROS的核心概念主要是節點和用於節點間通訊的話題與服務。管理器Master管理節點與話題之間通訊的過程，而且還提供一個參數服務用於全局參數的配置。ROS經過功能包集stack和功能包package來組織代碼。

ROS的核心模塊包括：通訊結構基礎、機器人特性功能、工具集。通訊結構基礎主要是消息傳遞、記錄回放消息、遠程過程調用、分佈式參數系統；機器人特性功能主要是標準機器人消息、機器人幾何庫、機器人描述語言、搶佔式遠程過程調用、診斷、位置估計、定位導航；工具集主要是命令式工具、可視化工具、圖形化接口。

ROS核心工具很豐富，ROS經常使用命令工具是rostopic、rosservice、rosnode、rosparam、rosmsg、rossrv、roswtf；ROS經常使用可視化工具是rqt、rviz；ROS用於存儲與回放數據的工具rosbag；ROS的log系統記錄軟件運行的相關信息；ROS還擁有強大的第三方工具支持：三維仿真環境Gazebo、計算機視覺庫OpenCV、點雲庫PCL、機械臂控制庫MoveIt、工業應用庫Industrial、機器人編程工具箱MRPT、實時控制庫Orocos。