ROS核心概念
ROS
简介
- ROS（Robot Operating System）是一个适用于机器人的开源的元操作系统，是用于编写机器人软件程序的一种具有高度灵活性的软件架构，提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象，底层设备控制，常用函数的实现，进程间消传递，以及包管理
一套标准
- ROS中有一个称为“计算图”的概念，即由一个master管理一堆节点。通过这个东西，我们可以非常方便且安全地通过编写多个节点实现多进程编程（注意不是多线程）。这种编程方式是ROS标准的一部分
- 计算图（Computation Graph）是一个由ROS进程组成的点对点网络，它们能够共同处理数据。ROS的基本计算图概念有节点（Nodes）、主节点（Master）、参数服务器（Parameter Server）、消息（Messages）、服务（Services）、话题（Topics）和袋（Bags），它们都以不同的方式向图（Graph）提供数据
一堆工具
- ROS提供了大量的工具。比如许多命令行工具，可以检测每个节点的发布频率，信息类型，又比如超级好用的可视化工具Rviz，用来数据可视化的rqt_plot，用来仿真的gazebo，用来标定相机内参的工具等等
节点与管理器
节点（Node） --执行单元
- 执行具体任务的进程、独立运行的可执行文件
- 不同节点可使用不同的编程语言，可分布式运行在不同的主机
- 节点在系统中的名称必须是唯一的
节点管理器（ROS Master） --控制中心
- 为节点提供命名和注册服务
- 跟踪和记录话题/服务通信，辅助节点互相查找、建立连接
- 提供参数服务器，节点使用此服务器存储和检索运行时的参数
话题通信
话题（Topic） --异步通信机制
- 节点间用来传输数据的重要总线
- 使用发布/订阅模型，数据由发布者传输到订阅者，同一个话题的订阅者或发布者可以不唯一
消息（Message） --话题数据
- 具有一定的类型和数据结构，包括ROS提供的标准类型和用户自定义类型
- 使用与编程语言无关的.msg文件定义，编译过程中生成对应的代码文件
注意，Topic一般拥有很强的类型定义：一种类型的Topic只能接受/发送特定数据类型（message type）的Message
服务通信
服务（Service） --同步通信机制
- 使用客户端/服务器（C/S）模型，客户端发送请求数据，服务器完成处理后返回应答数据
- 使用与编程语言无关的.srv文件定义请求和应答数据结构，编译过程中生成对应的代码文件
参数
参数（Parameter） --全局共享字典
- 可通过网络访问的共享、多变量字典
- 节点使用此服务器来存储和检索运行时的参数
- 适合存储静态、非二进制的配置参数，不适合存储动态配置的数据
文件系统
功能包（Package）
- ROS软件中的基本单元，包含节点源码、可执行文件、脚本、配置文件、数据定义等
功能包清单（Package manifest）
- 清单（Manifest）是对软件包的描述。它用于定义软件包之间的依赖关系，并记录有关软件包的元信息，如版本、维护者、许可证等
元功能包（Meta Packages）
- 组织多个用于同一目的的功能包
