机器人操作系统入门（三）ROS通信架构
参考资料：
https://www.icourse163.org/course/ISCAS-1002580008?tid=1003713012 //中国大学MOOC
https://www.bilibili.com/video/av23401751 //B站
《ROS操作系统入门讲义》PDF下载
链接：https://pan.baidu.com/s/1OCja2WLDRnjYXMrpnZ3-sQ
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第三章 ROS通信架构（一）
1. 节点node：ROS世界中最小的进程单元
- 程序角度：可执行文件被执行，加载至内存，生成node
- 功能角度：一个node复制机器人的一个单独功能
注：可执行文件是静态的，节点node是动态的
2. 节点管理器master
- node首先在master处进行注册，之后master会将该node纳入整个ROS程序中
- node之间的通信也是先由master进行“牵线”，才能两两的进行点对点通信
3. 启动master和node
- roscore //启动master、rosout和parameter server
- rosrun pkg_name node_name //rosrun寻找包pkg_name下名为node_name的可执行程序
注：rosrun命令的详细用法 rosrun [--prefix cmd] [--debug] pkg_name node_name [ARGS]
示例：rosrun --prefix 'gdb -ex run --args' pkg_name node_name //在GDB下运行ros程序
注：通过 rosnode help 查看命令帮助
4. launch文件：一次性把多个节点按照预先的配置启动起来
（1）用法：roslaunch pkg_name file_name.launch //若master没有启动，那么roslaunch就会首先自动启动master
（2）写法与格式：xml格式规范
（3）示例
- 启动rospy_tutorials软件包中单个节点talker
- Ros-Academy-for-Beginners 中的 robot_sim_demo：启动gazebo模拟器，导入参数内容，加入机器人模型
5. 话题topic //适用于实时性、周期性的消息，如传感器数据
（1）ROS的四大通信方式
- Topic 话题 //节点对节点的单向通信；异步通信
- Service 服务 //请求-查询式的双向通信模型；同步通信
- Parameter Server 参数服务器 //使用数据字典维护全局共享参数
- Actionlib 动作库 //请求-响应-反馈式双向通信
（2）话题的建立过程（单向）
- publisher节点和subscriber节点都要到节点管理器进行注册
- publisher会发布topic
- subscriber在master的指挥下会订阅该topic，从而建立起sub-pub之间的直接通信
注：
- 异步指的是发布者和订阅者不关心对方的状态，各司其职，不存在协同工作
- topic发送时调用publish()方法，发送完成立即返回，不用等待反馈
- subscriber通过回调函数的方式来处理消息
- topic可以同时有多个subscribers，也可以同时有多个publishers；ROS中这样的例子有：/rosout、/tf等等
（3）topic常用命令
注：使用 rostopic help 或 rostopic command -h 查看具体用法
6. Message（.msg） //topic的数据格式标准，利用 rostopic type topic_name 进行查看
（1）msg的基本数据类型：bool、int8、int16、int32、int64(以及uint)、float、float64、string、time、duration、header、可变长数组array[ ]、固定长度数组array[C]
示例：sensor_msgs/msg/image.msg
注：可以将msg类比为“类”，而每次发布的具体内容为“对象”
（2）rosmsg的常用命令
