由浅到深理解ROS

Posted 2020-07-16 jason来自星星

ROS机器人操作系统 （ Robot Operating System 或简称 ROS），可以帮助提高机器人软件的开发效率。ROS能够提供类似传统操作系统的诸多功能，如硬件抽象、底层设备控制、常用功能实现、进程间消息传递和程序包管理等。此外，它还提供相关工具和库，用于获取、编译、编辑代码以及在多个计算机之间运行程序完成分布式计算。结合笔者对ROS的理解，想与大家一起讨论，共同把ROS理解的更准确，一起进步。

 

对ROS的误解:

1.ROS不是一种编程语言。实际上，ROS的主要代码由C++语言编写,客户端库的编写还可以使用Python、Java和Lisp等其他多种语言编写。据笔者开发经验而谈，ROS只不过用c++基本语法进行了封装，制定了统一的标准，比如导航所用的速度和角度，ROS封装成了自己的结构体叫msg,如果你装了ROS，你可以用命令rosmsg show geometry_msg/Twist 查看到格式：

geometry_msgs/Vector3 linear

  float64 x

    float64 y

    float64 z

geometry_msgs/Vector3 angular

  float64 x

    float64 y

    float64 z

可以看到都是c++基本语法，只是提供一个通用的数据类型以便促进整个系统的互操作性。geometry_msgs是存放结构体（或组合成的新类型比较准确）的文件夹的名字（ROS叫包package），结构体(新类型)的名字Twist（ROS叫消息msg),这个包下还有很多类型http://wiki.ros.org/geometry_msgs

 

2.ROS不仅是一个函数库（比如在ROS的导航中全局路径规划（global planner）首先会通过全局路径规划，计算出机器人到目标位置的全局路线。这一功能是navfn这个包实现的。navfn通过Dijkstra最优路径的算法，计costmap上的最小花费路径，作为机器人的全局路线。如果你想做global planner，直接调用这个包就行了），除包含客户（Client Libraries）外还包含一个中心服务器（Central Server）、一系列命令行工具、图形化界面工具以及编译环境。

 

3.ROS不是集成开发环境。 虽然ROS没有规定软件开发环境，但几乎所有的主流IDE8都可用于基于ROS的软件开发。此外，我们还可以根据个人喜好，使用普通的文本编辑器和命令行来完成相应的开发，而无需任何IDE。

 

4.ROS也不是一个完全意义上的操作系统，是一个软件平台能够提供类似传统操作系统的诸多功能而已，Linux ubuntu操作系统对它支持良好，我认为最初是基于Linux ubuntu操作系开发的，选择ubuntu其中一个重要的原因我认为ubuntu有绚丽的图形化界面。虽然编译ROS程序时用rosbuild或catkin_make,本质上还是基于cmake的，只是写了个shell脚本把cmake的命令集合一下，运行程序虽然用rosrun命令，本质和运行./bin（编译生成的二进制文件）一样，它也只不过是一个shell脚本，能够理解ROS的文件组织结构，知道到哪里能找到与给定包名称对应的可执行文件。一旦它找到你要的程序，rosrun就会正常启动节点。举个例子就好理解了：你要启动turtlesim_node节点（负责创建turtlesim窗口和模拟海龟的运动）可以运行 rosrun turtlesim turtlesim_node ，但是你完全可以这么启动：/opt/ros/indigo/lib/turtlesim/turtlesim_node  

 

发行版本（Distributions）ROS的主要版本称为发行版，其版本号以顺序字母作为版本名的首字母来命名（这种方式与其他大型工程的版本命名方式类似，如Ubuntu、android）。ROS的版本包括hydro、groovy、feurte、electric、diamondback、C Turtle、box turtle、indigo、jade、kinetic。