學習新事物，方法高於技術本身，如果沒有把握"BIG PICTURE"的話很難理解進去。通過以下幾點進行理解ROS：
- ROS實際上不是操作系統，他只是一個通信的框架，一個代碼管理的架構。任務的時序規划和CPU資源分配工作都是靠LINUX來實現，所以，ROS脫離不了LINUX，ROS依附在LINUX上。
- 機器人的核心平台是：多傳感器和處理器之間的通信，處理器和執行器之間的通信，這些通信必須保持一個統一的時鍾，試想如果從傳感器傳回來的數據時間上不同步，那就談不上數據融合了。
- ROS主要解決了兩個問題：其一，讓設備間的通訊有一個統一的調度中樞（ROSCORE），通過這個中樞控制信號傳遞，讓開發者明白機器人的活動狀態。其二，代碼管理的框架，讓不同開發者采用不同語言進行混合開發，這樣可以集成各種軟件的優勢協同工作，有點類似於異構系統。
ROS系統的架構主要被設計和划分成三部分，沒一部分都代表一個層級的概念：
- 文件系統級（FileSystem Level）
- 計算圖級（Computaion Graph Levell）
- 開源社區級（Community Level）
第一級是文件系統級。你將會使用這一組概念來理解ROS的內部構成，文件夾結構，以及工作所需要的核心文件。
第二級是計算圖級，體現的是進程和系統之間的通信。你將會看到ROS各個概念和功能，包括建立系統，處理各類進程，與多台計算機通信等。
第三級是開源社區級。這個層級是非常重要的，因為開源社區的大力支持才使得ROS在快速的發展。
1、理解ROS文件系統級別
剛接觸ROS，里面涉及了很多的陌生的概念，但當你理解了這些概念之后，就會輕車熟路，倍感親切了。ROS的文件系統結構如下圖所示：
- 功能包（Package）：功能包是ROS中軟件組織的基本形式。一個功能包具有最小的結構和最少的內容，用於創建ROS程序。它可以包含ROS運行的進程（節點），配置文件等。
- 功能包清單（Manifest）：功能包清單提供關於功能包，許可信息，依賴關系，編譯標志等的信息。功能包清單是一個manifests.xml文件，通過這個文件能夠實現功能包的管理。
- 功能包集（Stack）：如果你將幾個具有某些功能的功能包組織在一起，那么你將會獲得一個功能包集。在ROS系統中，存在大量的不同用途的功能包集例如導航功能包集。
- 功能包集清單（Stack manifest）：功能包清單（stack.xml）提供了一個關於功能包集的清單，包括開源代碼的許可證信息，與其他功能包集的依賴關系等。
- 消 息類型（Message/msg type）：消息是一個進程發送到其他進程的信息。ROS系統有許多已經定義好的標准消息，你也可以自定義消息，消息存儲在對應功能包的msg文件夾下。 消息類型的說明存儲在mypackage/msg/MyMessageType.msg中，也就是對應功能包的msg文件夾下。
- 服務類型（Service/srv type）：對服務類型進行描述說明的文件，在ROS系統中服務的請求和相應的數據結構，這些描述說明存儲在mypackage/srv/MyServiceType.srv中，也就是對應功能能包的srv文件夾下。
下面是一個功能包的文件結構示例圖：
2、理解計算圖級
ROS會創建一個鏈接到所有進程的網絡。在系統中的任何節點都可以訪問此網絡，並通過該網絡與其他節點交互，獲取其他就節點發布的信息，並將自身數據發布到網絡上。
在該層級最基本的概念包括有節點，節點管理器，參數服務器，消息，服務，主題和消息記錄包。這些概念都以不同的方式向計算圖級提供數據。
- 節 點（Node）:節點是主要的計算執行進程。一個功能包可以有多個節點功能，就是說可以有多個main入口。如果你想要有一個可以與其他節點進行交互的進 程，那么需要創建一個節點，並將節點鏈接到ROS網絡。通常情況下，系統包含能夠實現不同功能的多個節點，為了減少系統的風險，最好每個節點的功能都是功 能較為單一的，而不是在系統中創建一個保羅萬象的大節點。就誒點能夠使用如roscpp（C++）或rospy（python）的ros客戶端庫進行編寫 程序。
- 節點管理器（Master）：節點管理器用於節點的名稱注冊和查找等。如果你的整個ROS系統中沒有節點管理，就不會有節點，服 務，消息之間的通信。需要注意的是，由於ROS本身是一個分布式網絡系統，你可以在一台計算機上運行節點管理器，在其他計算機上運行由該管理器管理的節 點。
- 參數服務器（Parameter Server）：參數服務器能夠使數據通過關鍵詞存儲在一個系統的核心位置。通過使用參數，就能在運行時配置節點或者改變節點的工作任務。
- 消息（Message）：節點通過消息完成彼此的溝通。消息包含一個節點發送到其他節點的數據信息。ROS中包含多種標准類型的消息，例如整型，字節等，同時你也可以基於標准消息開發自定義類型的消息。
- 主 題（Topic）：主題是由ROS網絡對消息進行陸游和消息管理的數據總線。每條消息都發布到相應的主題。當一個節點發送數據時，我們就說該節點正在向主 題發布消息。節點可以通過訂閱某個主題，接收來自其他節點的消息。一個節點可以訂閱一個主題，而並不需要該節點同時發布該主題。這就保證了消息的發布者和 訂閱者之間的相互解偶，完全無需知曉對方的存在。主題的名稱必須是獨一無二的，否則同名主題之間的消息路由就出現錯誤。
- 服務（Service）： 在發布主題時，正在發送的數據能夠以多對多的方式交互。但當你需要從某個節點獲得一個請求或應答時，就不能通過主題來實現了，在這種情況下，就需要用到服 務了，服務能夠允許我們直接與某個節點進行交互。此外，服務必須有一個唯一的名稱。當一個節點提供某個服務時，所有節點都可以通過使用ROS客戶端庫所編 寫的代碼與它通信。
- 消息記錄包（Bag）：消息記錄包是一種用於保存和回放ROS消息數據的文件格式。消息記錄包是一種用於存儲數據的 重要機制。他能夠獲取並記錄各種難以收集的傳感器數據。我們可以通過消息記錄包反復獲取實驗數據，進行必要的開發和算法測試。在使用復雜機器人進行實驗工 作時，需要經常使用消息記錄包。
3、開源社區級
ROS開源社區的概念主要關於ROS資源，能夠獨立的網絡社區分享軟件和知識。這些資源包括：
- 發行者（Distribution）：ROS發行版是可以獨立安裝的，帶有版本號的一系列功能包集。ROS發行版像Linux發行版一樣發揮類似的作用。這使得ROS軟件安裝更加容易，而且能夠通過一個軟件集合來維持一致的版本。
- 軟件源（Repositorie）：ROS依賴於共享開源代碼與軟件源的網站或主機服務，在這里不同的機構能夠發布分享各自的機器人軟件和程序。
- ROS Wiki：ROS Wiki是用於記錄有關ROS系統信息的主要論壇。任何人都可以注冊賬戶和貢獻自己的文件，提供更正和更新，編寫教程以及其他信息。
- 郵件列表（Mailing list）：ROS用戶郵件列表是關於ROS的主要交流渠道，能夠交流從ROS軟件更新到ROS軟件使用中的各種疑問或信息。
參考資料
[1]. Aaron Martinez Enrique Fern andez, ROS機器人程序設計[B], P14-42, 2014.
[2]. ROS的Big Picture理解