第一小节 ROS入门公开课.pptx

ROS基础知识广州慧谷动力科技有限公司Guangzhou High Genius Dynamics Co. Ltd.课程目标了解ROS机器人操作系统理解ROS的系统结构熟悉ROS的主要命令了解ROS的通信机制课程目录一. ROS简介二. ROS的系统架构二.工作空间与功能包三. ROS通信机制一. ROS简介1.1 ROS简介ROS（Robot Operating System）是一个机器人软件平台，是一个适用于机器人的开源的元操作系统。前身是斯坦福人工智能实验室建立的项目，如今已经是机器人开发的标准框架。 1.1 ROS简介机器人技术是复杂的多学科交叉的，机器人技术的研究包括了机器人底盘运动控制、机械臂运动控制、SLAM、机器视觉等。各自研究的机器人都是使用不同的协议和通信机制，甚至硬件层面上都是各自制作和组装，将很多的精力浪费在重复别人的研究上。机械结构SLAM机器人人工智能电子电路运动控制…1.1 ROS简介ROS为机器人的研究提供了一个免费开放的平台，使用ROS可以使你快速地配置自己的机器人，使你可以专注自己的研究。ROS开放且活跃的社区也是越来越多的人参与到ROS的原因。1.2 ROS的特点点对点的设计节点单元分布式网络RPC+TCP/UDP通信 系统适合多机通信1.2 ROS的特点多语言支持支持C++、Python、Java、Lisp等语言，也包含其他语言的多种接口实现。为了实现交叉语言，ROS利用了语言无关的接口定义语言去描述模块之间的消息传送。1.2 ROS的特点架构精简、集成度高各功能模块可以单独编译集成众多开源项目接口统一、提高软件复用性1.2 ROS的特点组件化工具包丰富3D可视化工具——RVIZ物理仿真环境——gazebo数据记录工具——rosbagQt工具箱——rqt_*1.2 ROS的特点免费并且开源BSD许可，可修改、可复用、可商用软件包数量指数级增加，拥有良好的生态系统1.3 ROS版本ROS作为快速发展的平台，每年都会发布一个新的版本。每个版本在支持的功能包和组件工具包上都有所不同。所以需要根据自己的需求选择合适的版本。1.3 ROS版本ROS作为快速发展的平台，每年都会发布一个新的版本。每个版本在支持的功能包和组件工具包上都有所不同。所以需要根据自己的需求选择合适的版本。1.3 ROS版本Ubuntu和ROS版本的对应关系ROS发布日期ROS版本对应Ubuntu版本2017/05LunarUbuntu(16.04)/(16.10)/(17.04)2016/03kineticUbuntu(16.04)/(15.10)2015/03JadeUbuntu(15.04)/(14.04)2014/07IndigoUbuntu 14.042013/09HydroUbuntu 12.042012/12GroovyUbuntu 12.041.3 ROS版本本教程使用的ROS版本为Kinetic,对应使用的Ubuntu16.04，是2016年发行的长期支持版，支持到2021年。不同版本的ROS使用方法不会有太大区别，但是支持的功能包可能会有区别。二. ROS的系统架构2.1 ROS 的系统架构ROS的系统的架构主要被设计和划分三个部分，每一个部分代表一个层级的概念：文件系统级、计算图级、开源社区级。文件系统级开源社区级计算图级2.2 文件系统级功能包清单: 记录功能包的基本信息元功能包: 组织多个用于同一目的的功能包元功能包清单: 类似于功能包清单消息类型: 定义消息的数据类型服务类型：定义服务的数据类型代码：放置节点源代码2.3 计算图级计算图：展示ROS程序中的各个节点之间的信息交换图，对程序运行过程进行描述。2.3 计算图级计算图出现的名称说明名称描述节点nodeROS中运行的实例被称为节点消息message消息是一种ROS数据类型，用于订阅或发布到一个话题主题topic节点可以发布消息到话题，也可以订阅话题以接收消息服务server允许节点发送请求并获得响应的通信方式2.4 开源社区级开源社区级：主要是指ROS资源的获取和分享。通过独立的网络社区，我们可以共享和获取知识、算法和代码，开源社区的大力支持使得ROS系统得以快速成长。三. 工作空间与功能包3.1 工作空间使用ROS的第一步，是创建一个属于自己的工作空间。之后可以在工作空间中自定义地添加需要的功能包和代码程序。在有多个项目时，可以给每个项目建立专属的工作空间。在使用时只需要切换工作空间即可调用不同项目的功能包和程序。3.1 工作空间工作空间是一个存放工程开发相关文件的文件夹。ROS默认使用Catkin编译系统，编译产生的工作空间文件结构如下工作空间builddevelsrc3.1 工作空间工作空间下的目录空间：src:代码空间，存放所有RO