移动机器人学 课件第四章 ROS系统.pptx

华南理工大学自动化科学与工程学院《移动机器人学》

华南理工大学自动化科学与工程学院第四章ROS系统

4.1什么是ROSROS的起源在ROS诞生之前，机器人软件开发非常困难，主要原因是机器人的硬件和软件都非常复杂，且缺乏一个统一的软件开发平台。ROS的目标是使得机器人的软件系统能够更容易地编写、测试和部署，同时也能够更好地支持机器人应用的开发和研究。ROS是一个机器人软件开发平台，最初由斯坦福人工智能实验室（StanfordAILab）于2007年发起。它为机器人研究提供了一个开放的、灵活的软件平台。图中展现了基于该系统的机器人PR2的一些功能，如做饭、叠衣服等，当初这款机器人的面世掀起了轰动，引起了巨大的关注。

PR2的应用功能

ROS的发展史

4.1什么是ROS

开发者能够按照自己的需求选择使用各种软件库和工具并能够快速适应新的硬件平台和机器人任务ROS的设计目标它在设计的时候基于以下一些目标:

4.1什么是ROS灵活性通过提供现成的库和工具，以及对组件化软件开发的支持，使得代码的重用变得更加容易可重复性用户轻松地添加新的功能和算法，同时也允许更好地管理和维护大型软件系统可扩展性ROS的代码基于开放源代码，可以在多种操作系统和硬件平台上运行可移植性多台计算机通过网络能够连接在一起，实现分布式计算，以便实现更高效的计算和控制分布式

4.2ROS安装ROS的版本选择本书采用的是ROSKineticKame版本,是ROS机器人操作系统的一个稳定版本于2016年5月23日发布。它是为Ubuntu16.04TS(XenialXerus)操作系统设计的，支持Python2.7和C++11。ROSKinetic在ROS社区得到广泛使用，并且被视为当前最稳定和可靠的ROS版本之一。

配制系统软件源以Ubuntu系统软件源安装ROS为例,为了允许系统从软件源中下载和安装ROS需要配置系统软件源，包括restricted、universe、multiverse三种软件源。如果系统未被修改过，则默认已开启这三种软件源。为避免配置错误建议査看Ubuntu软件中心的软件源配置页面，确认是否与图中的选项相同。

Ubuntu系统软件源的设置

4.2ROS安装添加ROS软件源在Ubuntu系统中，软件源地址保存在/etc/apt日录下的sources.list文件中，在安装ROS过程中，需要将ROS的软件源地址添加到该文件中，以确保能够正确找到ROS相关软件的下载地址。在终端中输人下面的命令添加ROS官方的软件源镜像:

为提高下载速度，建议使用以下任意一个国内的镜像源1）中国科学技术大学镜像源2）中山大学镜像源3）易科机器人实验室

4.2ROS安装添加密钥使用如下命令添加密钥：

安装ROS现在可以进行ROS的安装。为了确保前面软件源的修改得以更新，输入以下命令来更新系统软件源：

1）推荐安装ROS的桌面完整版（Desktop-full），它包含了ROS的所有核心组件和库。它是最完整、最全面的ROS版本，适用于需要使用ROS所有功能和工具的用户。安装桌面完整版，只需输入以下命令

2）若只需要ROS的基础功能，同时还希望使用RVIZ可视化工具，那么可以选择桌面版（Desktop）安装。

4.2ROS安装3）基础版（ROS-base）是ROS的一个版本，它被简化为仅包含基础功能，如核心功能包、构建工具和通信机制，并去掉了GUI、机器人通用函数库、功能包和工具。

4）独立功能包（IndividualPackage）安装。

初始化rosdepROS提供了rosdep工具，用于安装功能包的系统依赖项，同时也是某些ROS核心功能包必须用到的工具。在完成ROS的安装后，需要使用以下两条命令进行rosdep的初始化和更新

设置环境变量在Ubuntu中，默认的终端为bash，因此在bash终端中，设置ROS环境变量的命令如下

4.2ROS安装完成安装在安装ROS的最后阶段，终于要验证一下是否安装成功了！现在打开终端，输入roscore命令，如果看到类似下图的信息，那么ROS已经成功地安装并可以运行了！

roscore成功启动后的日志消息

4.3ROS节点ROS架构设计1）ROS的架构可以分为三个层次，分别是OS层、中间层和应用层

ROS架构12）ROS还有另外的分层方法，即从系统实现的视角看，ROS可以看作由文件系统、计算图