目 录
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ROS简介
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ROS主要特征
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ROS主要概念
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基本的ROS命令
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Turtlesim Demo
The Problem
随着科技飞速发展，尤其是人工智能技术的日新月异，研发出的机器人平台不可胜数，如下图所示。但是各平台之间缺乏统一的标准，不利于跨平台交互、技术交流、沿承和应用，在此背景下，ROS应运而生。
ROS是什么?
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ROS是开源的机器人操作系统(robot operating sySTEM, ROS)。
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ROS是一系列软件库和工具的集合，有助于构建跨多种机器人平台的机器人应用。
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2007年，由Stanford的人工智能实验室开发，后由Willow Garage继续维护和开发。
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2013年起，由OSRF (Open Source Robotics Foundation)进行管理。
ROS的主要特征
如上图所示，ROS具有两方面的属性：
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作为操作系统，提供标准的系统服务：
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硬件抽象
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底层设备控制
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实现常用的功能
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进程之间的消息传递
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包(package)的管理
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一套用户贡献的软件包（组织成称为堆栈的集合），实现常见的机器人功能，如SLAM，路径规划，感知，仿真等。
ROS Wiki
•http://wiki.ros.org/
•Installation: http://wiki.ros.org/ROS/Installation
•Tutorials: http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials
•ROSTutorial Videos: http://www.youtube.com/playlist?list=PLDC89965A56E6A8D6
使用ROS的机器人
http://wiki.ros.org/Robots
ROS的分布式架构
ROS 核心概念
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Nodes(节点)
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Messages and Topics(消息和话题)
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Services(服务)
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ROS Master(ROS主控)
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Parameters(参数)
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Stacks and packages(堆栈和包)
ROS Nodes(节点)
- 单用途可执行程序
例如: 传感器驱动程序，执行器驱动程序，地图构建，路径规划，UI等。
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模块化设计
单独编译，执行和管理
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节点使用ROS客户端库编写
roscpp –C ++客户端库
rospy –Python客户端库
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节点可以发布或订阅话题
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节点也可以提供或使用服务
ROS Topics(话题)
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节点通过发布消息到话题实现与其它节点的通信
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发布/订阅模型: 1-N 广播
ROS Computation Graph
ROS Messages(消息)
- 用于节点间通信的严格类型的数据结构
- 例如，geometry_msgs / Twist用于表示速度分解为线性和角度部分：
Vector3 linear Vector3 angular
- Vector3是另一种消息类型，由以下组成：
float64 x float64 y float64 z
ROS Services(服务)
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同步节点间事务 / RPC
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服务/客户端模型：1对1请求响应
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服务角色:
–执行远程计算
–触发功能/行为
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例如:
–map_server / static_map – 检索机器人用于导航的当前网格图
ROS Master(主控)
- 使能ROS节点以互相定位
- 将其视为ROS目录服务，有点类似DNS，为节点，主题，服务等提供命名和注册服务。
Parameter Server(参数服务器)
- 一个可通过网络API访问的共享的多变量字典。
- 最适用于静态非二进制数据，如配置参数。
- 在ROS主控内运行
ROS Packages(包)
- ROS中的软件以包的形式组织。
- 一个(软件)包含一个或多个节点并提供ROS接口
- 大多数ROS(软件)包都在GitHub中
ROS Package SySTEM
ROS Important Packages
TF # 维护多个坐标系之间的变换关系
actionlib # 提供标准化的接口用于处理优先任务
gmapping # 提供使用网格地图的基于激光的SLAM
amcl # 用于机器人在2D运动的概率定位系统
move_base # 实现移动到目的地的动作
stage_ros: 2D # 多机器人仿真器
ROS 版本发布
http://wiki.ros.org/Distributions
ROS 基本命令
- roscore
- rosrun
- rosnode
- rostopic
roscore
“roscore”是使用ROS时应该首先运行的命令，该命令将开启：
- ROS Master(主控)
- ROS 参数服务器
- rosout日记节点
rosrun
使用rosrun运行节点
使用方法：
rosrun <package> <executable>
使用示例：
rosrun turtlesim turtlesim_node
Demo – Turtlesim
分别在3个Terminal窗口运行如下指令：
roscore
rosrun turtlesim turtlesim_node
rosrun turtlesim turtle_teleop_key
rosnode
使用该命令输出关于ROS节点的调试信息，包括发布、订阅和联接信息。
命令：
rosnode list #列出活动节点
rosnode ping #测试节点联接
rosnode info #打印节点信息
rosnode kill #终止运行的节点
rosnode machine #列出运行于某个机器的节点
比较常用的是rosnode list和rosnode info
rostopic
输出话题的信息，能够发布消息到话题上。
常用命令及功能
rotopic list #列出活动话题
rostopic echo /topic #打印话题消息到窗口
rostopic info /topic #打印关于话题的信息
rostopic type /topic #答应话题发布的消息的类型
rostopic pub /topic type args #发布数据到话题
如何发布消息数据到ROS话题？
使用rostopic pub命令可以发布消息到话题
例如，让turtle以0.2m/s的速度前行，可以发布cmd_vel消息到话题: /turtle1/cmd_vel:
rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2, y: 0, z: 0}, angular: {x: 0, y: 0, z: 0}}'
还可以仅仅指定线速度x:
rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.2}}'
课后作业
- 安装ROS（参考之前的文档：如何安装ubuntu和ROS）
- 阅读并实践所有初学者级别的教程：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials
- 发布10Hz的命令到turtlesim，让其向后运动。
后台发送”ROS教程1.1″即可获得本文对应的PPT。
转自公众号：
Robot404