AMBF ROS通信模块 / ambf_ros_modules
在 AMBF 中，可通过 ROS 实现用户和机器人/机械臂之间的通信控制。具体采用的是 server/client 模式，即在 AMBF 中插入 ObjectCommPlugin/WorldCommPlugin 等插件，在这些插件中，包含了相应类型的 RosComServer。RosComServer 中包含了 Cmd 和 State，周期性的向外发送 State，并且接收/更新 Cmd；在 ObjectCommPlugin/WorldCommPlugin 中，会周期性的从 RosCommServer 中读取 Cmd，并通过自身的 Controller 生成响应的力矩、位置等，写入到物理引擎中。
1. ros_comm_plugin
Plugin 是 AMBF 中的一种机制，通过在各个对象中附加 Plugin 并在仿真循环中周期性调用，从而实现附加的功能。例如，afObjectPlugin 包含 init(..) graphicsUpdate() physicsUpdate(..) 等函数，分别在不同的仿真阶段被调用。
在 ObjectCommunicationPlugin 中，包含了各类 RosComServer，例如 ambf_comm::Actuator ambf_comm::RigidBody ambf_comm::Vehicle 等，分别负责从相应的对象接收指令/发送状态。具体而言，在 ObjectCommunicationPlugin::physicsUpdate(double dt) 函数中，依次执行了 xxxFetchCommand(..) 和 xxxUpdateState(...) 函数，分别对应获取指令和发送状态。其中，在 xxxFetchComman(...) 函数中，从 RosComServer 获取指令（这里有这样的设定，在若干个仿真步骤期间，RosComServer 中的指令是同一个，因为用户发送指令的周期不会很频繁。但是，Plugin 重复性从 RosComServer 中获取同一个指令并不会影响控制效果），根据自身的控制器，生成具体的关节力矩/位置等信息，写入到物理引擎中；接下来，在 xxxUpdateState(...) 中，更新 RosComServer 中的状态，RosComServer 也会周期性的通过 ROS 向外发送，（两者的周期可能不一样，因此，在写入和发送的时候，会有锁定）。下面，以 ambf_comm::RigidBody 为例，介绍响应的实现。
对于刚体而言，在其通信插件 ObjectCommunicationPlugin 中，新建了 std::shared_ptr<ambf_comm::RigidBody m_rigidBodyCommPtr （即 RosComServer）：（一）在获取指令阶段（即函数 afObjectCommunicationPlugin::rigidBodyFetchCommand(...) 中），读取了当前 RosComServer 中的指令 ambf_msgs::RigidBodyCmd afCommand = m_rigidBodyCommPtr->get_command()，然后对指令进行解析，并执行相应的操作。例如，如果是 ambf_msgs::RigidBodyCmd::TYPE_FORCE ，则直接向刚体写入力和力矩；如果是 ambf_msgs::RigidBodyCmd::TYPE_POSITION ，当刚体是 isStaticOrKinematicObject() ，则直接写入；否则就通过自身的 controller 计算相应的力矩/速度等。此外，还会设定刚体上所附加的关节的信息，等。（二）在发送状态阶段（即函数 afObjectCommunicationPlugin::rigidBodyUpdateState(...) 中），从物理引擎中读取该刚体的信息，写入到 m_rigidBodyCommPtr 中，并启用其通信（主要是保证其是一直开着的），即 m_rigidBodyCommPtr->enableComm()。那么，在 RosComServer 中，其会周期性地向 ROS 发送该刚体地状态信息。
2. ambf_ros_modules
在这一部分，主要包含 ambf_msgs、ambf_server 和 ambf_client 三部分。其中，ambf_msgs 定义了各种 ROS Message；ambf_server 定义了前述 Plugin 中使用的通信 Server，仅供 ros_comm_plugin 调用；ambf_client 中则定义了与之对应地通信 Client，供用户使用。
2.1. ambf_msgs
这一部分是标准的 ROS Message，具体可参见 ROS 资料等，在这里不再赘述。
2.2 ambf_server
ambf_server 的主要功能有两个：一是接收 ROS Message 并向 Plugin 提供指令，二是接收 Plugin 写入的状态数据并发送 ROS Message。因此，其最核心的成员变量和函数有 m_State m_Cmd 和 run_publishers() sub_cb(..)。具体来说，ambf_server 会向 ROS::Node 订阅指令消息，并由 sub_cb(..) 处理，也就是简单的存储接收到的指令；此外，ambf_server 会开一个线程，执行 run_publishers() 函数，具体就是将当前的状态数据发送出去。下面，以 ambf_comm::RigidBody 为例，介绍 ambf_server 的工作流程。
（略）
2.3. ambf_client
ambf_client 的主要功能也是两个：一是接收 ROS Message 并向用户展示机器人当前状态数据，二是接收用户写入的控制指令并发送 ROS Message。因此，其最核心的成员变量和函数有 m_State m_Cmd 和 run_publisher() sub_cb(..)。具体来说，ambf_client 会向 ROS::Node 订阅状态数据消息，并由 sub_cb(..) 处理，也就是简单的存储接收到的指令；此外，ambf_client 也会开一个线程，执行 run_publishers() 函数，具体就是将当前的指令发送出去。此外，ambf_client 还有 apply_command() 函数，也是立即将指令发送出去。下面，以 ambf_client::RigidBody 为例，介绍 ambf_client 的工作流程。
（略）
另外，为了方便用户采用 python 控制物理引擎中的机器人，采用 python 重写了上述 ambf_client，并把所有类型的 ambf_xxx 都放到了 Client 中，详见 ambf_ros_modules/ambf_client/python 目录。具体也不展开了。
2.4. ambf_env
为了契合人工智能/强化学习算法在 AMBF 中的应用，基于 gym 建立了 AmbfEnv，实现了 environment、observation、reward等功能。具体参见 ambf_ros_modules/ambf_client/python/ambf_env.py 。
3. 小结
略
