为什么机器人操作系统ROS1ROS2这么难学

Posted 2023-03-12 zhangrelay

AI回复：

ROS1、ROS2是机器人操作系统，涉及到很多复杂的概念和技术，需要有一定的编程和机器人知识基础才能学习。此外，ROS1和ROS2的架构和设计也有很大的不同，需要花费一定的时间和精力去学习和适应。但是，一旦掌握了ROS1、ROS2的基本概念和技术，就可以方便地进行机器人开发和应用。

主要有两点：

• 大部分学习者无兴趣，功利性学习或者教学课程被动学习；

• 涉及知识点过于复杂，对各基础知识点融会贯通能力要求高。

计算机学不好，机器人也很难学好；

计算机编程掌握不好，机器人编程也很难掌握好。

这里，引用阿木实验室的一篇文章中的论述：

zhuanlan.zhihu.com/p/363404654

绝大部分人在学习ROS时，都会觉得ROS学习非常难，但学会之后往往又会觉得ROS学习简单，这是为什么呢？我们先来看一下大部分学习ROS的人一个情况。
目前来说，接触ROS的人大部分人都是大学生，可能是因为参加比赛，或者是兴趣爱好以及者职业规划等情况，从而开始接触学习ROS。于是开始通过身边的人或者百度搜索发现需要在电脑上安装Linux系统，开始捣鼓Linux系统安装，使用虚拟机安装装双系统，甚至于将Windows系统删除掉，只安装Linux系统。
在把Linux系统弄好之后，开始安装ROS，其中可能会遇到各种问题。在装好后学习ROS，在途中开始学习C++,Python等编程语言，其中不断地遇到问题，不断地解决……我相信很多学习ROS的人看到以上内容后都能引起共鸣，因为本人当初也是这样过来的。
其实大家仔细阅读上面的内容，会发现，你是奔着学习ROS的目的去的，但实际上你是在学习ROS的过程中会去学习Linux,C++,Python，而且这只是学习ROS必备的，还有一些同学会去学习嵌入式开发无人车、无人机等等内容。很多人以为自己只学习ROS，实际上需要学习更多相关的知识，只有当你对前面提到的事物有了一定的了解后，你才会清晰地认识到自己学习不只是ROS还有很多其他的东西。
另外，再加上很多人由于对这些Linux、c++、python、ros不了解，从而没有建立起正确的学习途径。比如说装好Linux系统后直接就开始学习ROS，这样其实是不对的，因为你对Linux系统不了解不清楚，所以很多操作是不对的，但是你并不清楚，在学习ROS过程中遇到的问题，你认为是ROS这边的问题，其实大部分是Linux操作不当或者有问题未处理导致的。想做ROS开发也是如此，也是需要C++或者Python编程语言的基础才行，有了这个基础之后再去学习ROS开发。
所以在这里，建议各位初学ROS的同学，希望这一篇文章能够给你们一个很好的指引。学会ROS的使用是需要有Linux基础的，学会ROS开发是需要有C++或者Python的基础。建议大家以这样一个流程去学习，先学习Linux操作系统，对这个操作系统认知比较全面。操作比较熟悉之后，再开始学习ROS基础，同步地学习C++或者Python，等到ROS基础和编程语言基础都比较好以后，开始尝试学习一些ROS开发相关的内容。

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其实，如上只是操作基础，必备Linux、C++、Python。

如果要搞算法，数学基础更为重要。

AI回复：学习ROS机器人需要掌握线性代数、微积分、概率论等数学基础知识。

学习ROS机器人需要哪些计算机基础？

AI回复：学习ROS机器人需要具备一定的计算机基础，包括Linux操作系统、C++编程语言、计算机网络等方面的知识。同时，了解机器人控制、传感器、运动学、动力学等基础知识也是必要的。

学习ROS机器人需要哪些硬件基础？

AI回复：学习ROS机器人需要具备一定的计算机基础和编程基础，同时需要一台能够运行ROS的计算机，如笔记本电脑或单板计算机，还需要一些基本的硬件设备，如传感器、执行器、摄像头等。具体需要哪些硬件基础，需要根据具体的ROS应用场景来确定。

学习ROS机器人需要哪些软件基础？

AI回复：学习ROS机器人需要具备C++或Python编程基础，以及Linux操作系统的基本知识。此外，还需要掌握一些基本的机器人学和控制理论知识。

学习ROS机器人需要哪些算法基础？

AI回复：学习ROS机器人需要掌握基础的机器人学、控制理论、计算机视觉、图像处理等算法基础。同时，了解机器人操作系统ROS的基本架构和使用方法也是必要的。

学习ROS机器人需要哪些理论基础？

AI回复：学习ROS机器人需要掌握计算机科学、机器人学、控制理论、传感器技术等相关理论基础知识。同时，也需要具备一定的编程能力和实践经验。

学习ROS机器人需要哪些实践能力？

AI回复：学习ROS机器人需要具备编程、机械、电子等实践能力，同时需要了解机器人的基本原理和ROS系统的使用方法。具体来说，需要掌握Linux操作系统、C++/Python编程语言、机器人运动学、传感器数据处理等技能。此外，还需要具备良好的问题解决能力和团队合作精神。

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将ROS应用到工业机械臂领域需要注意哪些内容？

AI回复：

对于将ROS应用到工业机械臂领域，需要注意以下几个方面：

1.硬件选型：需要选择适合ROS的硬件，如支持ROS的传感器、控制器等。

2.软件开发：需要熟悉ROS的开发框架和工具，如ROS节点、话题、服务等。

3.通信协议：需要了解机械臂控制器的通信协议，如Modbus、CAN等。

4.运动规划：需要实现机械臂的运动规划，如逆向运动学、轨迹规划等。

5.安全性：需要考虑机械臂的安全性，如碰撞检测、急停等。

6.实时性：需要保证机械臂控制的实时性，如使用实时操作系统、优化算法等。

以上是将ROS应用到工业机械臂领域需要注意的内容。

将ROS应用到移动机器人领域需要注意哪些内容？

对于将ROS应用到移动机器人领域，需要注意以下几点：

硬件平台的选择：ROS支持多种硬件平台，但不同的平台有不同的特点和限制，需要根据具体应用场景选择合适的硬件平台。

传感器的选择和配置：移动机器人需要通过传感器获取环境信息，需要根据具体应用场景选择合适的传感器，并进行配置和校准。

控制算法的设计和实现：ROS提供了丰富的控制算法库，但需要根据具体应用场景进行选择和修改，以满足实际需求。

系统架构的设计和实现：ROS的系统架构非常灵活，可以根据具体应用场景进行定制和扩展，但需要考虑系统的可靠性、实时性和可维护性等方面。

软件开发和调试：ROS的软件开发和调试需要掌握一定的编程技能和工具使用方法，需要进行充分的测试和验证，以确保系统的正确性和稳定性。

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总结一下，学习和掌握ROS机器人需要“文武全才”，理论和实践能力都要特别扎实。

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以计算机基础为例，这个基础在ROS机器人中占比不到30%，数学理论等方面要30%，实践能力算40%。如上占比不严谨，仅作示意。

以我个人为例，在学习ROS机器人之前已经具备的部分基础（2005-2007）：

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掌握如上基础，并不能证明自己有能力驾驭机器人，但如果连如上基础都没有，也许就是大部分在ROS机器人方向，从入门到放弃的真实写照吧。

机器人学习和研究的周期是非常漫长的，积累3-5年刚入门非常正常。