Ros入门21讲
一、ROS是什么？
ROS=通信机制+开发工具+应用功能+生态系统
目的：提高机器人研发中的软件复用率。
1、ROS中的通信机制
松耦合分布式通信：
注意：什么是耦合、紧耦合、松耦合？
1.1 耦合
耦合是两个或多个模块之间的相互关联。在软件工程中，两个模块之间的耦合度越高，维护成本越高。因此，在系统架构的设计过程中，应减少各个模块之间的耦合度，以提高应用的可维护性。
1.2 紧耦合
紧耦合架构本质是Client/Server的模型，如下图所示：
优点是：架构简单、设计简单、开发周期短、能够快速的开发、投入、部署、应用。 但随着集群规模的扩大，系统的稳定性逐渐变差，主要原因如下： 1、同步操作导致对网络资源消耗大。同步操作在数据发送和数据返回之间，有很大一段是空闲的，这种空闲占用是对网络资源的极大浪费。 2、安全控制力度差，因为服务器直接暴露给客户机，容易引发网络攻击行为。 3、程序代码之间关联度过高，不利于模块化处理。
1.3 松耦合
松耦合架构本质上是在client/server模型之间加入一个代理，把CS模型变成CAS模型。 在新的架构下，客户机的角色不变，代理服务器承担起与客户机的通信，和对客户机的识别判断工作，服务器位于代理服务器后面，对客户机来说不可见，它只负责数据处理工作，另外我们也把CS模型的同步操作改为CAS的代理处理。 如下图所示：
优点如下：
1、多任务并行处理能力获得极大提升。
2、实现负载自适应机制（根据当时运行环境，松耦合架构分配并行工作任务，避免超载现象）。
3、基本杜绝了对Server服务端的网络攻击行为，由于代理服务器的隔绝和筛查作用， 同时结合其它安全管理手段，外部攻击在代理服务器处就被识别和过滤掉了，这样就保护了后面的服务器不受影响。
4、异步操作减少了网络资源消耗和操作关联。
5、提高了系统的可维护性。
原文链接：https://blog.csdn.net/liguangyao213/article/details/123940756
2、ROS中的开发工具
2.1命令行&编译器
2.2 TF坐标变换
2.3 QT工具箱
2.4 Rviz
2.5 Gazebo
3、ROS中的应用功能
3.1 Navigation
3.2 SLAM
3.3 MoveIt
4、ROS 中的生态系统
二、ROS中的核心概念
1、通信机制
2、节点与节点管理器
3、话题通信
4、服务通信
5、话题VS服务
6、参数
7、文件系统
三、ROS命令行工具的使用
常用命令
rpt_graph
rostopic
rosservice
rosnode
rosparam
rosmsg
rossrv
以小海龟为例子：
首先启动 ROS Master：
roscore
然后启动小海龟仿真器：
rosrun turtlesim turtlesim_node
最后要启动小海龟控制节点：
rosrun tuetlesim turtle_teleop_key
注意：rosrun（运行对应节点） 用法：rosrun + 功能包 + 功能包结点
例如： rosrun turtlesim
其中，turtlesim是ros安装好后带的学习用的功能包，输入完代码以后双击tab键可以显示出其所有节点。
1、rpt_graph
命令：rpt_graph
功能：显示系统计算处理工具。
图示：
右边为仿真器节点 左边为键盘控制节点 中间turtle1为话题（数据）
2、rostopic
命令：rostopic list
功能：显示所有的话题列表
图示：
输入 rostopic pub /turtle1/cnd_vel geometry_msgs/Twist "linear: +两下tap显示海龟的位置、速度等信息
解析：pub是发布一个话题；/turtle1/cnd_vel是话题名；后面内容Tab键补全消息结构，双引号的内容为消息结构的具体数据，linear是线速度，angular是角速度
此时可以修改上方x y z改速度，修改下方x、y、z改角度（左右方向键选择对应数据更改）
因为数据是发一次收一次，所以海龟只会短时间运动，如果要长时间运动，则需要给发送频率，
代码修改如下：
rostopic pub -r 10 /turtle1/cnd_vel geonetry_msgs/Twist "linear:
-r 10 表示修改发送频率。
3、rosservice
命令：rosservice list
功能：显示所有服务命令
图示：
rosservice call + 调用list中的命令 发布服务请求
例： rosservice call /spawn "x: 加一只小海龟 也可更改新出现小乌龟的速度、角度、名字等信息
下面的那个name是个反馈信息。
此后再输入rostopic list 效果如下：
4、rosnode
命令：rosnode
功能：显示所有节点信息
图示：
输入rosnode list 列出所有节点 可以看到小乌龟相关的所有节点
注意：rosout是启动roscore就会默认启动的一个节点，采集所有节点的日志信息 用于提交给上一层显示 （ros自带）
输入rosnode info ＋节点名 用于显示节点的信息(包括发送的话题 订阅的话题 pid号等)
注意：PID是进程识别号（Process Identification）
5、rosparam
命令：rosparam
功能：param就是个中央注册表，可以进行参数的增删改查
参考链接：https://www.jianshu.com/p/e4de8ba7ffb2
6、rosmsg
输入 rosmsg show + 话题信息 显示话题信息的类型
7、rossrv
命令：rossrv
功能：显示ros服务类型消息信息的相关命令
参考链接：https://blog.csdn.net/qq_43280851/article/details/125182206
补充：
输入 $ rosbag record -a -O cmd_record 话题记录 记录小乌龟的运动轨迹
输入 $ rosbag play cmd_record.bag 话题复现 按小乌龟的运动轨迹复现一次
