ROS
簡介
- ROS（Robot Operating System）是一個適用於機器人的開源的元操作系統，是用於編寫機器人軟件程序的一種具有高度靈活性的軟件架構，提供了操作系統應有的服務，包括硬件抽象，底層設備控制，常用函數的實現，進程間消傳遞，以及包管理
一套標准
- ROS中有一個稱為“計算圖”的概念，即由一個master管理一堆節點。通過這個東西，我們可以非常方便且安全地通過編寫多個節點實現多進程編程（注意不是多線程）。這種編程方式是ROS標准的一部分
- 計算圖（Computation Graph）是一個由ROS進程組成的點對點網絡，它們能夠共同處理數據。ROS的基本計算圖概念有節點（Nodes）、主節點（Master）、參數服務器（Parameter Server）、消息（Messages）、服務（Services）、話題（Topics）和袋（Bags），它們都以不同的方式向圖（Graph）提供數據
一堆工具
- ROS提供了大量的工具。比如許多命令行工具，可以檢測每個節點的發布頻率，信息類型，又比如超級好用的可視化工具Rviz，用來數據可視化的rqt_plot，用來仿真的gazebo，用來標定相機內參的工具等等
節點與管理器
節點（Node） --執行單元
- 執行具體任務的進程、獨立運行的可執行文件
- 不同節點可使用不同的編程語言，可分布式運行在不同的主機
- 節點在系統中的名稱必須是唯一的
節點管理器（ROS Master） --控制中心
- 為節點提供命名和注冊服務
- 跟蹤和記錄話題/服務通信，輔助節點互相查找、建立連接
- 提供參數服務器，節點使用此服務器存儲和檢索運行時的參數
話題通信
話題（Topic） --異步通信機制
- 節點間用來傳輸數據的重要總線
- 使用發布/訂閱模型，數據由發布者傳輸到訂閱者，同一個話題的訂閱者或發布者可以不唯一
消息（Message） --話題數據
- 具有一定的類型和數據結構，包括ROS提供的標准類型和用戶自定義類型
- 使用與編程語言無關的.msg文件定義，編譯過程中生成對應的代碼文件
注意，Topic一般擁有很強的類型定義：一種類型的Topic只能接受/發送特定數據類型（message type）的Message
服務通信
服務（Service） --同步通信機制
- 使用客戶端/服務器（C/S）模型，客戶端發送請求數據，服務器完成處理后返回應答數據
- 使用與編程語言無關的.srv文件定義請求和應答數據結構，編譯過程中生成對應的代碼文件
參數
參數（Parameter） --全局共享字典
- 可通過網絡訪問的共享、多變量字典
- 節點使用此服務器來存儲和檢索運行時的參數
- 適合存儲靜態、非二進制的配置參數，不適合存儲動態配置的數據
文件系統
功能包（Package）
- ROS軟件中的基本單元，包含節點源碼、可執行文件、腳本、配置文件、數據定義等
功能包清單（Package manifest）
- 清單（Manifest）是對軟件包的描述。它用於定義軟件包之間的依賴關系，並記錄有關軟件包的元信息，如版本、維護者、許可證等
元功能包（Meta Packages）
- 組織多個用於同一目的的功能包
