ROS入門學習

ROS學習筆記

• ROS入門網站;
• ROS入門書籍
• ROS主要包含包括功能包、節點、話題、消息類型和服務;

ROS功能包/軟件包(Packages)

• ROS軟件包是一組用於實現特定功能的相關文件的集合，包括可執行文件和其餘支持文件。
• 全部的 ROS 軟件都是一個軟件包或其餘軟件包的一部分。
• 每一個程序包由一個清單文件（文件名爲 package.xml）定義。
  • 該文件定義關於包的一些細節，包括其名稱、版本、維護者和依賴關係。
  • 包含 package.xml 文件的目錄被稱爲軟件包目錄。
  • 使用catkin編譯構建系統的功能包, 編譯產生的可執行文件存放在一個單獨的標準化目錄層次結構中。
• 功能包集(stack): 功能包集是緊密相關的功能包的集合，從groovy開始慢慢地被淘汰, 取而代之的是元功能包(metapackages)。

節點管理器(The Master)

• 接單(node)是幾乎相對獨立的小程序，這些節點必須可以通訊, 通訊的關鍵部分是ROS節點管理器。
  • 啓動節點管理器的命令 -- roscore。
  • 大多數 ROS 節點在啓動時鏈接到節點管理器上，若是運行中鏈接中斷，則不會嘗試從新鏈接。
  • 所以，若是 roscore被終止，當前運行的其餘節點將沒法創建新的鏈接，即便稍後重啓 roscore 也無濟於事。
  • roslaunch 的工具，其目的是一次性啓動多個節點。

節點(Nodes)

• 一旦啓動roscore後，即可以運行ROS程序了, ROS程序的運行實例被稱爲節點(node)。
• 「運行實例」（running instance）很重要。
  • 若是咱們同時執行相同程序的多個副本——注意確保每一個副本使用不一樣的節點名——則每一個副本都被當作一個單獨的節點。
• 啓動節點:
  • 利用命令rosrun： rosrun package-name executable-name;
  • rosrun 沒有什麼「神奇」的：它只不過是一個 shell 腳本，可以理解 ROS 的文件組織結構，知道到哪裏能找到與給定包名稱對應的可執行文件。
  • 經過節點管理器註冊成爲 ROS 節點發生在程序的內部，而不是經過 rosrun 命令。
• 查看節點列表:
  • 利用命令: rosnode list;
  • rosout 節點是一個特殊的節點，經過 roscore 自動啓動，其做用相似於標準輸出(即std::cout)。
  • 節點名不必定與對應可執行文件名稱相同。
  • 得到特定節點的信息: rosmode info node-name;
  • 終止節點: rosnode kill node-name；
    • 終止和重啓節點一般不會對其餘節點有較大影響。
    • 即便節點間正在相互交換消息（message），這些鏈接也會在節點終止時斷開，在節點重啓時從新鏈接。
  • 將節點從列表中刪除: rosnode cleanup。

話題和消息

• ROS節點之間進行通訊所利用的最重要的機制就是消息傳遞。
• 在ROS中，消息有組織地存放在話題裏。
• 消息傳遞的理念:
  • 當一個節點想要分享信息時，它就會發布(publish)消息到對應的一個或者多個話題；
  • 當一個節點想要接收信息時， 它就會訂閱(subscribe)它所須要的一個或多個話題;
  • ROS節點管理器負責確保發佈節點和訂閱節點能找到對方；
  • 消息是直接地從發佈節點傳遞到訂閱節點，中間並不通過節點管理器轉交;
• 查看節點構成的計算圖:
  • 查看節點之間的發佈-訂閱關係的最簡單方式就是在終端輸入rqt_graph命令。
    • r表明ROS, qt指的是Qt圖形界面(GUI)工具包;
  • 在默認狀況下，rqt_graph 隱藏了其認爲只在調試過程當中使用的節點。
  • 的名稱/rosout 既指節點又指話題。但 ROS 並不會因這種重複的名字而混淆，由於 ROS 會根據上下文來推測咱們討論的是/rosout 節點仍是/rosout 話題。
• ROS 節點一般設計成了只管發佈它們有用的信息，而不須要擔憂是否有其餘節點來訂閱這些消息。這樣有助於減小各個節點之間的耦合度。
• ，/teleop_turtle 節點會以消息的形式將這些運動控制命令發佈到 話 題 /turtle1/cmd_vel； 與此同時，由於turtlesim_node 訂閱了該話題，所以它會接收到這個些消息，控制海龜按照該預約的速度移動。

話題列表

• 經過rostopic list獲取當前活躍的話題；
• 打印消息內容rostopic echo topic-name；
• 測試發佈頻率rostopic hz topic-name(每秒發佈消息的數量) 和 rostopic bw topic-name(每秒發佈消息所佔的帶寬)；
• Type在文本輸出中表示數據類型；
• 查看消息類型: rosmsg show message-type-name。
• 一個複合域是由簡單的一個或者多個子域組合而成，其中的每個子域多是另外一個複合域或者獨立的域，並且它們通常也都由基本數據類型組成。

用命令行發佈消息

• 利用rostopic命令工具: rostopic pub -r rate-in-hz topic-name message-type message-content(按照指定的頻率給指定的話題發佈指定的消息)；
  • 該命令最後的參數 message-content 應該按順序提供消息類型中全部域的參數值。
  • rostopic pub -r 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -- '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 3]'命令中利用了-r來指定話題以頻率模式發佈消息；
    • 鎖存模式只是發佈一條消息，但鎖存模式是默認的模式。
    • -f是從文件中讀取，輸入應該 符合rostopic echo的輸出格式。
    • 編寫一種腳本將 rostopic echo 和 rostopic pub 結合起來做爲「記錄」和「回放」消息的方式；rosbag工具。

理解消息類型的命名

• 每條消息類型都屬於一個特定的包，消息類型名總會包含一個斜杆，斜杆錢面的名字是包含它的包: package-name/type-name；
  • turtlesim/Color中的turtlesim是功能包名, Color是類型名稱；
• ROS 節點管理器不容許多個節點擁有相同的名稱。

話題通訊的多對多機制

• 基於話題和消息的通訊機制是多對多的，即多個發佈者和多個訂閱者能夠共享同一個話題。
• 節點之間的鬆耦合關係:
  • 每一個節點都不須要顯式知道其餘節點的存在與否；它們的惟一交互方式是間接地發生在基於話題和消息的通訊層。
  • 節點之間的獨立性，以及其支持的任務可分解特性（即複雜任務分解成可重用的小模塊），是 ROS 最關鍵的設計特性之一。
  • 「生產」消息的程序（例如 turtle_teleop_key）只管發佈該消息，而不用關心該消息是如何被「消費」的。
  • 「消費」消息的程序（例如 turtlesim_node）只管訂閱該話題或者它所須要消息的全部話題，而不用關心這些消息數據是如何「生產」的。
• ROS爲更加直接的一對一通訊提供了一種稱爲服務(services)的機制。
• ROS 利用roswtf進行問題的查找。
  • roswtf 將會檢測在安裝過程當中 rosdep 初始化是否完成，任何節點是否出現了意外的掛起或者終止，以及活躍的節點是否正確地和其餘節點相鏈接等。
  • roswtf 檢測的完整列表只能在 Python 源碼中才能找到。

編寫ROS程序

• 學習編寫可以發佈和訂閱消息的 ROS 程序。

建立工做區和功能包

• 建立工做區，咱們建立的包，應該所有放到一個叫作工做區的目錄中。
  • 工做區就是包含本身全部包的一個工做區目錄。
• ROS的catkin編譯系統試圖一次性編譯同一個工做區中的全部功能包，若是設計到幾個相互獨立的項目，則應該維護數個獨立的工做區。
• 每一個工做區必須建立一個src的子目錄，這個子目錄講用於存放功能包的源碼。
• catkin_create_pkg package-name是建立一個功能包。
  • 一個配置文件 -- package.xml這是一個清單文件。
  • CMakeLists.txt是一個Cmake的腳本文件， 其實catkin在內部使用了Cmake。
• ROS 包的命名遵循一個命名規範，只容許使用小寫字母、數字和下劃線，並且首字符必須是一個小寫字母。一些 ROS工具，包括 catkin，不支持那些不遵循此命名規範的包。
• 本着保持文檔與實際功能同步的精神，至少在package.xml中填寫description 和 maintainer 兩部分多是比較合理的
• 包含消息的聲明: 每個話題都與一個消息類型相關聯，每個消息類型都有一個相對應C++頭文件。
  • #include <package_name/type_name.h>頭文件, 像#include <geometry_msgs/Twist.h>表示名爲 geometry_msgs 的包所擁有的類型爲 Twist 的消息。

編寫回調函數

• 發佈和訂閱消息的一個重要的區別是訂閱者節點沒法知道消息何時才能到達, 爲了對應這一事實, 咱們必須把響應收到消息事件的代碼放到回調函數裏, ROS每接收到一個新的消息將調用一次這個函數。

日誌消息

• 學習如何生成和查看日誌消息。
• ROS中分爲5個不一樣的嚴重級別，按嚴重性程度遞增爲: DEBUG、INFO、WARN、ERROR、FATAL。
  • DEBUG: reading header from buffer.
  • INFO: Waiting for all connections to establish.
  • WARN: Less than 5GB of space free on disk.
  • ERROR: Publisher header did not have required element: type.
  • FATAL: You must call ros::init() before creating the first NodeHandle.
• 爲日誌系統自己就是面向行的, 沒有必要使用std::endl或者其餘的行終止符。
• 檢查和清除日誌文件：
  • 這些日誌文件將隨着時間積累；
  • rosrun和roslaunch運行時會檢查和檢測已經存在的日誌的大小，並會在日誌文件大小超過1GB時提醒，可是不會採起任何措施來減少日誌文件的大小。
  • 查看當前用戶使用的日誌文件的當前大小: rosclean check。
  • 刪除全部已經存在的日誌: rosclean purge。
  • 嘗試生成DEBUG級別的消息將會被忽略。
  • 設置日誌級別相似於 rqt_consolt 中的日誌級別過濾選項。
  • ROS_INFO_STREAM 等構建方式是宏而不是函數調用。這些宏對應的展開代碼會檢查消息是否被啓用，而且只會評估那些被啓用消息的表達式。
• 經過命令行設置日誌級別:
  • rosservice call /node-name/set_logger_level ros.package-name level；
  • 這條命令調用 set_logger_level 服務，該服務由各個節點自動提供。
  • roservice 的參數 ros.package-name 是必需的，用來指明咱們指望配置的日誌記錄器（logger）的名稱。
• rqt_logger_level經過圖形界面設置日誌級別;
• 經過C++代碼設置日誌級別，最直接的方式是調用ROS來實現日誌功能的log4cxx提供的代碼接口

#include <log4cxx/logger.h>
. . .
log4cxx::Logger::getLogger(ROSCONSOLE_DEFAULT_NAME)->setLevel(
ros::console::g_level_lookup[ros::console::levels::Debug]
);
ros::console::notifyLoggerLevelsChanged();

• 調用 ros::console::notifyLoggerLevelsChanged()是有必要的，由於每一個日誌的啓用或者禁用是緩存了的。

計算圖源命名

• ROS的計算圖資源(節點、話題、參數、和服務等)的命名和解析。

全局名稱

• 節點、話題、服務和參數統稱爲計算圖源，而每一個計算圖源由一個叫計算圖源名稱（graph resource name）的短字符串標識。
• 前斜杆"/"代表這個名稱爲全局名稱， 由斜杆分開的一系列命名空間(namespace)， 每一個斜杆表明一級命名空間。
• 描述資源自己的基本名稱(base name)。

相對名稱

• 一個主要替代方案是讓 ROS爲計算圖源提供一個默認的命名空間，具備此特徵的名稱叫作相對計算圖源名稱（ralative graph resource name），或簡稱爲相對名稱（relative name）。
• 設置默認命名空間:
  • 默認的命名空間是單獨地爲每一個節點設置的，而不是在系統範圍進行。
  • 大部分 ROS 程序，包括調用 ros::init 的全部 C++程序，接受叫作_ns 的命令行參數，此參數將爲程序指定一個默認命名空間。 _ns:=default-namespace;
  • 還能夠利用環境變量爲在 shell 內執行的 ROS 程序設置默認命名空間。Export ROS_NAMESPACE=default-namespace

私有名稱

• 私有名稱，以一個波浪字符（~）開始，是第三類也是最後一類計算圖源名稱。
• 私有名稱並不能徹底肯定它們自身所在的命名空間，而是須要 ROS 客戶端庫將這個名稱解析爲一個全局名稱。
• 與相對名稱的主要差異在於，私有名稱不是用當前默認命名空間，而是用的它們節點名稱做爲命名空間。

匿名名稱(Anonymous names)

• 匿名名稱的目的是使節點的命名更容易遵照惟一性的規則。其思路是，當節點調用 ros::init 方法時能夠請求一個自動分配的惟一名稱。
• 爲了請求一個匿名名稱，節點須要將ros::init_options::Anonymous-Name 做爲第四個參數傳遞給ros::init 方法：ros::init(argc, argv, base_name, ros::init_options::AnonymousName);

啓動文件

• 利用啓動文件一次性配置和運行多個節點，ROS提供了一個同時啓動節點管理器(master)和多個節點的途徑，即啓動文件(launch file)。
• 啓動文件須要roslaunch工具來進行啓動。

使用啓動文件

• roslaunch的基本思想是在一個XML格式的文件內將須要同時啓動的一組節點羅列出來。

在命名空間內啓動節點

• 對一個節點設置默認命名空間，這個過程一般叫作壓人(pushing down)命名空間--的一般方法是使用一個啓動文件，並對其節點元素配置命名空間(ns，ns = namesapce)屬性。
• 事實上 roslaunch 要求啓動文件中的節點名稱是基名稱，即不涉及任何命名空間的相對名稱。若是節點元素的名稱屬性中出現了全局名稱，roslaunch 將會報錯。

名稱重映射(Remapping names)

• 除了相對名稱和私有名稱， ROS節點還支持重映射(remapping), 它能夠從更精細的層面控制對所用節點名稱的修改。
• 重映射是基於替換的思想: 每一個重映射包含一個原始名稱和一個新名稱。
• 每當節點使用重映射中的原始名稱時, ROS客戶端庫就會將它默默地替換成其對應的名稱。

啓動參數(launch arguments)

• 爲了使啓動文件便於配置, roslaunch還支持啓動參數，其功能有點像可執行程序中的局部變量；
• 這樣的有點是經過設置參數來描述節點在不一樣ROS會話中運行時可能須要改變.
• 向包括的啓動文件中發送參數值，參數僅定義在對其進行聲明的啓動文件中，而不能被包含的啓動文件繼承;
• 將arg元素做爲一個包含元素的子元素。

<incluce file=」path–to-launch-file」>
    <arg name=」arg-name」 value=」arg-value」/>
    …
</include>

建立組(Creating groups)

• 組元素(group)是啓動文件的最後一個特徵，它提供了一種在大型啓動文件內管理節點的便捷方式。
• 組能夠把若干個節點放入同一個命名空間內:

<group ns=」namespace」/>
…
</group>

• 組內的每一個節點都從給定的默認命名空間啓動。
• 若是一個組元素內的某個節點有它本身的命名空間屬性，而且其名稱是（原則上也應該是）相對名稱，那麼該節點將會在一個默認命名空間內啓動，這個默認的命名空間是將此節點命名空間嵌入到組元素命名空間的結果。這個規則和前面講到的名稱解析是相符的，而且這個規則也適用於組元素的嵌套。
• 組能夠有條件地使能或禁止一個節點:

<group if=」0 or 1」/>
</group>

• 只有 0 和 1 纔是 if 和 unless 屬性的合法取值。特別須要提醒的是，讀者熟悉的布爾型運算符 AND 和 OR 在這裏不能直接使用。
• 使用組能夠減小代碼重複——命名空間和條件設置僅出現一次——而且使啓動文件的結構更加清晰。

參數

• ROS還提供另外一種參 數（parameters）機制用於獲取節點的信息。
• 使用集中參數服務器(parameter server)維護一個變量集的值， 包括整數，浮點數，字符串以及其餘數據類型，每一個變量用一個較短的字符串標識。

經過命令行獲取參數

• 查看參數列表: rosparam list。
• 參數服務器是節點管理器的一部分，所以，它老是經過 roscore 或者 roslaunch 自動啓動。
• 須要銘記的是，全部的參數都屬於參數服務器而不是任何特定的節點。
• 查詢參數:
  • rosparam get parameter_name, 查詢某個參數的值。
  • rosparam get namespace, 經過查詢全局命名空間，咱們能夠一次性看到全部參數的值。
• 設置參數:
  • rosparam set parameter_name parameter_value, 修改一個已有參數或者建立一個新的參。
  • 以YAML字典的形式表示參數和對應值的映射關係。
  • 冒號後的空格是很是重要的，以確保 rosparam 將其做爲一個/duck_colors 命名空間內的參數集，而不是全局命名空間中的單個字符串參數 duck_colors。
• 建立和加載參數文件:
  • rosparam dump filename namespace, 了以 YAML 文件的形式存儲命名空間中的全部參數。
  • rosparam load filename namespace， 從一個文件中讀取參數，並將它們添加到參數服務器。
• 一個好的策略是演示真正的ROS節點如何工做得更好案例，是turtle首先測試這些參數是否存在，當且僅當這些參數不存在時, 才至指定默認的藍色。
• rosparam get 命令是獲取背景參數的值。
• 若是節點關心它的一些或者全部參數是否改變，必須明確向參數服務器請求這些參數的值。

使用C++獲取參數

• ROS參數的C++接口是至關簡單的: void ros::param::set(parameter_name, input_value);和bool ros::param::get(parameter_name, output_value);

在啓動文件中設置參數

• 設置參數:
  • 可使用param元素請求roslaunch設置參數值, 。
• 設置私有參數:
  • 做爲節點元素的子集時，param元素中給出的參數名老是被當作私有名稱解析，不管它們是否以~或者/開始。

  <node . . . >
  <param name="param-name" value="param-value" />
   . . .
  </node>
  // 啓動文件中設置
  <launch>
    <node
        pkg="turtlesim "
        type="turtlesim_node"
        name="turtlesim "
    />
    <node
        pkg="agitr "
        type="pubvel_with_max"
        name="publish_velocity "
    >
    <param name="max_vel" value="3" />
    </node>
    <node
        pkg="agitr "
        type="set_bg_color"
        name="set_bg_color"
    />
  </launch>

• 在文件中讀取參數: 啓動文件也支持與rosparam load等價的命令, 能夠一次性從文件中加載多個參數: <rosparam command="load" file="path-to-param-file" />。
  • 這裏的參數文件一般是經過rosparam dump命令建立的。

  <rosparam
      command="load"
      file="$(find package-name)/param-file"
  />

• 參數的思想雖然簡單, 可是能夠大大提升ROS節點的靈活性和可配置性。

服務

• 消息傳遞是ROS中節點通訊的主要方法, 但確實受到了必定的限制，服務調用(service calls)是另外一種通訊的方法。
• 服務調用和消息的區別在兩個方面:
  • 服務調用是雙向的, 一個節點給另外一個節點發送信息並等待響應，所以信息流是雙向的。消息發佈後並無響應的概念，甚至不能保證系統內有節點訂閱了這些消息。
  • 服務調用實現的是一對一通訊, 每個服務有一個節點發起，這對這個服務的響應返回同一個節點。另外一方面，每個消息都和一個話題相關，這個話題可能有不少的發佈者和訂閱者。
  • 消息和服務十分類似。

服務的專用術語

• 一個客戶端(client)節點發送一些稱爲請求(request)的數據到一個服務器(server)節點，並等待迴應。
• 服務器節點接收到請求後, 採起一些行動(計算、配置軟件和硬件、改變自身行爲等)，而後發送一些稱爲響應(response)的數據給客戶端節點。
• 請求和響應數據攜帶的特定內容由服務數據類型(service data type)來決定，它與決定消息內容的消息類型是相似的，服務數據類型也是由一系列域構成；
  • 惟一區別是，服務數據類型分爲兩部分，分別表示請求(客戶端節點提供服務器節點)和響應(服務其節點反饋給客戶端節點)。

從命令行查看和調用服務

• 服務一般由節點內部的代碼調用；
• 列出全部服務: ros service list; 服務名是計算圖源名稱，同其餘資源名稱同樣，能夠劃分爲全局的、相對的或者私有的名稱。rosservice list命令的輸出是全部服務的全局名稱。
• 服務一般將節點名用做命名空間來防止命名衝突，而且容許節點經過私有名稱來提供服務。
• 查看某個節點的服務類型，查看一個特定節點提供的服務，使用rosnode info命令。
• 查找提供服務的節點: rosservice node service-name;
• 查看服務數據類型: 當服務的數據類型已知時, 咱們可使用rossrv指令來得到此服務數據類型的詳情 -- rossrv show service-data-type-name。
• 服務數據類型中的請求或響應字段能夠爲空，甚至兩個字段能夠同時爲空。
• 從命令行調用服務: rosservice call service-name request-content

客戶端程序

• 聲明請求和響應的類型，必須包含相關的頭文件: #include <package_name/type_name.h>。
• 建立一個客戶端對象, ros::ServiceClient client = node_handle.serviceClient<service_type>(service_name);。
  • service_name是一個字符串，應當是一個相對名稱。
  • 與建立相似的 ros::Publisher 對象相比，建立 ros::ServiceClient 對象不須要隊列大小。
• 調用服務: 一旦擁有了一個ServiceClient, 一個完整的Request以及Response, 咱們就能夠調用服務了: bool success = service_client.call(request, reponse);
  • 這個方法實際上完成了定位服務器節點、傳輸請求數據、等待響應和存儲響應數據等一系列工做。
• 聲明依賴: 須要編輯CMakeLists.txt和清單文件packag.xml。
  • 必須保證CMakeLists.txt中的find_package行涉及了turtlesim功能包: find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp turtlesim)。
  • 在package.xml中, 咱們應當確保build_depend和run_depend元素中存在相同名稱的包， turtlesim ， turtlesim 或 turtlesim 。

服務器程序

• 必須建立一個ros::ServiceServer來代替ros::Subscriber, 惟一的區別在於服務端能夠經過一個響應對象和一個代表成功與否的不二比昂兩給客戶端回傳數據。
• 節點每次接收到一個服務請求，ROS就執行一次回調函數，參數Request中包含了來自客戶端的數據，回調函數的工做是給Response對象的數據成員賦值。
• 建立服務器對象: ros::ServiceServer server = node_handle.advertiseService(service_name,pointer_to_callback_function);
  • 私有名稱以~開始。
• 可使用兩個分開的線程：一個發佈消息，一個處理服務回調。 儘管 ROS沒有明確指出程序要使用多個線程，但若是能夠的話，這是很是便於合做的。
• 能夠用ros::spin來代替sleep/ros::spinOnce循環，而且利用計數器回調函數（timer callback）來發布消息。

消息錄製與回放

• ROS 系統的一個重要特徵即是系統中信息的消費者不該該關心信息的生產者。
  • 這種體系架構最明顯的體現是ROS主要使用的消息發佈-訂閱模型。
  • 不論什麼時刻，只要有消息被髮布，其訂閱節點就應該正常工做，而無論是哪一個或是那些節點正在發佈這些消息。
• rosbag工具，可以發佈在一個或這多個話題上的消息錄製到一個包文件中，而後能夠回放這些消息，重現像是的運行過程。

錄製與回放包文件

• 術語包文件(bag files)是指用於存儲帶時間戳的ROS消息的特殊格式文件，rosbag命令行工具能夠用來錄製和回放包文件。
• 錄製包文件: rosbag record -O filename.bag topic-names。
  • 若是不指定文件名，rosbag 將基於當前的日期和時間自動生成一個。
  • 用rosbag record -a 記錄當前發佈的全部話題的消息。
  • 用 rosbag record -j 啓用包文件的壓縮。
• 回放包文件: rosbag info filename.bag。
• 持續時間、消息計數以及話題列表三個字段彷佛頗有趣。
• 錄製正方形軌跡的包文件，rosbag record -O square.bag /turtle1/cmd_vel /turtle1/pose。

啓動文件裏面的包文件

• 經過這兩個可執行文件能夠很容易地將包文件做爲啓動文件的一部分，方法是包含適當的節點元素。

// 錄製節點
<node
    pkg="rosbag"
    name="record"
    type="record"
    args="-O filename.bag topic-names"
/>
// 回放節點
<node
    pkg="rosbag"
    name="play"
    type="play"
    args="filename.bag"
/>

• 在網絡環境中運行ROS, ROS的一大優點是支持分佈式機器人控制模式，即諸多程序運行在不一樣的計算機上，經過互相交互來完成指定任務。
  • 須要在網絡層和ROS層進行配置，網絡層確保計算機之間可以互相通訊， 而ROS層的配置是確保全部節點都能與節點管理器通訊。
• 編寫更規範的程序, 程序必定要注重可擴展性和可維護性；
  • 用ros::Timer的回調函數來替代ros::Rate對象。
• 使用rviz使數據可視化，機器人傳感器得到的數據不只複雜並且一般帶有噪聲， ROS提供了一個叫作rviz的很是強大的圖形界面工具，它能夠經過訂閱用戶選擇的話題來顯示機器人內部的各類信息，便於機器人的開發和調試。
• 建立消息和服務類型。
• 使用tf工具來管理多個座標系，用不一樣的座標系來描述機器人不一樣部件的位置，包括機器人要避開或交互的目標。
• 須要知道將某個座標從一個座標系到另外一個座標系的變換矩陣(Transforation)，ROS提供了一個標準功能包，來幫助節點來完成座標轉換。
  • tf具備很強的魯棒性，既可以處理來自不一樣節點的數據，也能應對座標系的實時變換。
• 使用Gazebo仿真, ROS系統最大的優點之一就是可以實現軟件的模塊化設計，基於這個框架能夠輕易地替換系統中的各類軟件模塊，從而節約系統的開發時間，也使得測試變得簡單方便。
  • Gazebo是一個高保真的機器人仿真器。
  • 在Gazebo中，咱們能夠創建機器人和相應場景的仿真模型，而後爲仿真機器人定義與實體機器人相同的通訊接口。