[大神勿擾]ROS菜鳥修行之ROS淺談

此文只給菜鳥修行用，大神請勿來亂!

ROS的全名是Robot Operating System，意思即為機器人操作系統。當中容易讓人困擾的是，名字裡雖然有個Operating System(操作系統)，但它並不是獨立的OS，而要依賴於Linux Ubuntu系統之上。ROS在Ubuntu有現成的軟件倉庫，但是事實上只要是Linux/Unix都可以從源代碼編譯安裝。

ROS其實是運行在PC上的一套便於機器人開發的機制，它通常用作上位機和裝置在機器人上作為主控(ex.Turtlebot使用了搭載ROS的筆記本電腦作為主控)。由於中文資料本來就少(特別是繁體)，而且ROS一直在更新，因此，還是非常強烈建議菜鳥們通過ROS英文官方網站的來學習ROS。

ROS Core

ROS CORE是ROS運行的基礎，它裡面有parameter server(參數服務器)。一個運行中的ROS有且僅有一個ROS內核，ROS上的一切都依賴於這個內核。ROS底層的通信是通過HTTP完成的，因此ROS內核本質上是一個HTTP服務器，它的地址通常都設為http://localhost:11311/ ，即本機的11311端口。如果需要連接另一台電腦上運行的ROS時，只要連上該電腦的11311端口就可以了。

*建議菜鳥們都習慣用ROS的英文關鍵字，要理解英文這樣才會學的比較快

Node

Node是ROS運行的基本單位，每個Node執行一整個大系統的一小部分功能，比如發送機器人姿態訊息，傳送控制訊息和執行一定的計算任務等。 一個機器人的運行，依賴於Node彼此之間的協調和合作。 Node之間如何溝通，都是依靠Message和Service。

Message

ROS有好多個Topic。每個Node可以對Topic進行subscribe，也可以進行publish的操作。Node可以向某個topic發布message，然後subscribe了該topic的node就會自動收到message。這些Message是有data type的。一類message可以由一些基本數據結構組成。EX. 表示姿態的Pose類型消息，就由6個64bit float組成，分別代表3D裡姿態的六個參數。Message的data type的定義寫在.msg文件裡。

Service

Service是Node之間除了Message以外的另一種溝通方式。每個Node都可以建立Message。其它node可以向該service發出一個Request，負責這個service的node就要相應地返回一個Response。Message與Service的不同之處，在於service必須是一對一的，一問一答，可靠性很高。message則可以多對多。Service也和Message一樣，是有Data type的。Service類型的定義寫在.srv文件裡，格式與表示Message類型的.msg文件類似，但要分別描述Request的data type和Respond的data type。

Package

ROS的Package裡包含了ROS運行所需要的資源，比如cpp, message和service的類型定義等。 一個package裡會包含一個package.xml文件，文件裡有關於這個package的基本訊息。通常還有個CMakeLists.txt文件，這個文件提供編譯和安裝package時需要的訊息，比如有哪些文件需要編譯、程式要調用哪些library等。 Package編的時候，所有的Message和Service各自data type的C++和Python庫都會重新生成，C++代碼會重新編譯，其它一些在CMakeLists.txt規定的任務都會執行。 在package里新建一個C++文件時，請記得修改CMakeLists.txt；在package里新建一個msg文件時，請記得修改CMakeLists.txt；當你在package里新建一個.srv文件時，請記得修改CMakeLists.txt；在package里新建一個Python文件時，不必修改CMakeLists.txt。

launch

當需要有很多node同時啟動的時候，一個個啟動會很麻煩，寫一個.launch文件就可以把這些node都包括進去，只需啟動一個.launch文件，就等於把這些node都啟動了。

Bag

Bag是ROS用來記錄運行期間消息的格式。記錄完以後，隨時可以重放這些消息。我們可以用它來記錄機器人運行時sensor的數據，留待運行結束以進行分析。

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學習資料

ROS官網

http://wiki.ros.org/

ROS Wikipedia

https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%A9%9F%E5%99%A8%E4%BA%BA%E4%BD%9C%E6%A5%AD%E7%B3%BB%E7%B5%B1