ROS学习笔记(三)——ROS的简单了解

ROS学习笔记(三)——ROS的简单了解

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一.关于ROS我们首先要了解到它是松耦合结构。

   这种结构方式也给它带来了许多优点:

(1)、分布式的结构

​     ROS中,一个节点代表一个进程,每个节点的功能可以单独完成,节点间可以按照不同的通信协议进行通信,而且节点的位置不固定,便于实现多机协同工作。

(2)、支持语言广泛

​     ROS不同节点的编程语言可以不同,比如一个节点用python,另一个节点可以用C++,支持C++、python、Java等。

(3)、支持多种组件化工具

​     例如rosbag(数据记录工具)、rviz(3D数据可视化工具)等

(4)、开源又免费

​     因为ROS遵循BSD的许可协议,所以可以随意修改和商业使用,所以满足我们需要的功能包数量也会不断增加。

二.详细讲讲ROS的组成成分

(1).节点(Node)

特点:

​     执行具体任务的进程、可独立完成相关功能。

​     不同节点可使用不同的编程语言,位置不固定可分布在不同主机上运行。

​    节点在系统中的名称必须是唯一的,否则会导致功能紊乱。

(2).节点管理器(ROS Master)

​     简单来说就是ROS所有节点的管理者,帮助不同节点间创建联系。

ROS学习笔记(三)——ROS的简单了解

如图,举个小例子:

​     当Camera Node接收到数据后,会向ROSMaster发送相关的图像数据(注册),而Image Node会向ROSMaster发送请求图像数据的信息(注册),此时ROSMaster就会对两个节点的输入和需求进行匹配,如果合适,则帮助两个节点建立相应的通信。

(3).话题通信(异步通信)

​    是节点间用来传输数据的重要形式。

结构大致如下:

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​    publisher对应上上图的Camer Node,不断的给ROSMaster 发布(publish)对应的数据,而Subscriber对应的是上上图中的ImageNode,不断向ROSMaster订阅(subscribe)对应的数据。

​    其中,不管是发送的数据(Message)是图像还是指令,都是有自己的数据定义的,比如图像就有RGB属性。如果某些数据无法满足我们需求,则我们可以自定义数据(std_msgs)。

​     节点关系:多对多

​    一般用于数据传输,具有缓冲区

(4)服务(Service同步通信机制)

结构如下:

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​     其中,结构使用客户端/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。数据传输是请求一次,调用一次。

​    节点关系:一对多

​    一般用于逻辑处理,无缓冲区

(5).参数(parameter)

​     ROSMaster中有一个参数服务器,它可以用于保存一部分参数用作全局共享字典(数据类型可多样)。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。

(6).文件系统

​     功能包(Package):ROS软件中的基本单元,包含节点源码、配置文件、数据定义等

​     功能包清单(Package manifest):记录功能包的基本信息,包含作者信息、许可信息、依赖选项、编译标志等

​     元功能包(Meta Packages):组织多个用于同一目的功能包

ifest):记录功能包的基本信息,包含作者信息、许可信息、依赖选项、编译标志等

​     元功能包(Meta Packages):组织多个用于同一目的功能包

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