【机器人】满级码农入门ROS1机器人编程QA

编程思想：消息是ROS程序的一等公民。

碎碎念：Hello米娜桑，这里是英国留学中的杨丝儿。我的博客技术点集中在机器人、人工智能可解释性、数学、物理等等，感兴趣地点个关注吧，持续高质量输出中。

⭐️知识点整理

• 【机器人】开发系统镜像制作指南
• 【机器人】ROS1学习笔记：架构部分
• 【机器人】ROS1工程案例：最简单的信息传递
• 【机器人】ROS1工程案例：自定义消息类型
• 【机器人】ROS1程序运行实用技巧
• 【机器人】ROS1程序中的服务Service：精简解析
• 【机器人】ROS1工程案例：服务和动作

❓问：ROS框架的设计理念是怎么样的？

• ROS2采用分布式架构，采用自发现的方式进行节点间的通信建立。
• ROS1相对就显得不伦不类，因为rosmaster，也就是主节点的存在，ROS1的架构介于分布式系统和客户端/服务端系统之间。
• 主节点负责命名，起到和地址字典类似的作用。

⭕️答：ROS1关键词域

graph TB
    subgraph 程序相关
        C[多线程]-->
        F[面向过程普通节点]
        C-->G[面向对象服务节点]
    end

graph TB
    subgraph 节点相关
        A[主节点]---
        B[分布式]---
        H[命名空间概念]---A
    end

    subgraph 消息相关
        D[通信策略]---
        E[消息对象]---D
    end

⭕️答：ROS1到2的进步

ROS 2.0 主要是为了让 ROS 符合工业级的运行标准，采用了 DDS 这个工业级别的中间件股则可靠的额通信。

• 通信节点可以动态地发现新的节点，而且用共享内存的方式使得通信效率更高。
• 依赖于动态的 P2P 的自发现模式，也就去掉了 ROS Master 这个中心节点。
• DDS 上层通过 DDS API 封装，实现了 DDS 的实现对于 ROS Client 透明。
• 注：ROS 2.0 还是一个开发中的框架，还需要时间。

参见：自动驾驶技术笔记：ROS系统

❓问：ROS开发环境配置策略该是怎样的呢？

ROS是一个软件框架，备选的语言有python和C++。但是需要注意的是，不管是哪种语言的环境，都需要按照官方文档中的安装方法进行安装和配置。

如果不这样做，那么，举例来讲，ROS1同时使用Python3和Python2的问题就很难解决了。

推荐使用Linux系统环境，因为频繁的终端操作。同时不建议使用命令行插件进行辅助开发，ROS自带的catkin工具已经足以满足开发需要。

可以阅读一下：【机器人】开发系统镜像制作指南

❓问：命名也有OS两个字母，为什么说ROS是中间件？

首先OS，也就是操作系统的定义是要与系统硬件交互，并提供一套用户使用的方法。ROS不具备这样的性质，但是因为在机器人硬件设备上，对外暴露出来的不是底层运行的正常OS而是在OS之上的ROS，所以感觉ROS也是一个OS，负责控制系统硬件。

就是因为这样的性质，我们使用ROS间接得控制系统底层硬件，所以叫做中间件。

⭕️答：软硬件桥接方式

这个并不是ROS需要考虑的问题，根据平台的不同，我们使用的桥接方法也不尽相同。但是为了保证程序的泛用性，我们在命令行中通过重命名消息实现软硬件节点的通信。

⭕️答：编程语言的接口

ROS中，python相关的依赖是rospy，而C++就是roscpp。

❓问：ROS程序设计中的常用调试工具有哪些？

可以从下面几个指令开始了解：rqt_graph、rostopic、rosmsg、rosservice、rossrv。