一、什么是 ROS机器人是一个系统工程,它涉及机械、电子、控制、通信、软件等诸多学科。以前,开发一个机器人需要设计机械、画电路板、写驱动程序、设计通信架构、组装集成、调试、以及编写各种感知决策和控制算法,每一个任务都需要花费大量的时间。然而随着技术进步,机器人产业分工开始走向细致化、多层次化,如今的电机、底盘、激光雷达、摄像头、机械 ROS 是一个适用于机器人编程的框架,这个框架把原本松散的零部件耦合在了一起,为他们提供了通信架构。ROS 虽然叫做操作系统,但并非 Windows、Mac 那样通常意义的操作系统,它只是连接了操作系统和开发的 ROS 应用程序,所以它也算是一个中间件,基于 ROS 的应用程序之间建立起了沟通的桥梁,所以也是运行在 Linux 上的运行时环境,在这个环境上,机器人的感知、决策、控制算法可以更好的组织和运行。 以上几个关键词(框架、中间件、操作系统、运行时环境)都可以用来描述 ROS 的特性,作为初学者我们不必深究这些概念,随着你越来越多的使用 ROS,就能够体会到它的作用。 二、ROS 的特点ROS 主要具有以下特点: (1)分布式、点对点 (2)支持多种语言 ROS 支持多种编程语言。C++和 Pyhton 是目前应用最广的 ROS 开发语言。此外,ROS还支持 LISP、C#、Java、Octave 等多种不同的语言。为了支持更多应用的移植和开发,ROS采用了一种语言中立的接口定义语言来实现各模块之间消息传送。通俗的理解就是,ROS的通信格式和用哪种编程语言无关,它使用的是自身定义的一套通信接口。 (3)组件化工具包丰富 ROS 采用组件化的方式将已有的工具和软件进行了集成,比如 ROS 中三维可视化平台Rviz,Rviz 是 ROS 自带的一个图形化工具,可以方便地对 ROS 的程序进行图形化操作;ROS 中常用的物理仿真平台 Gazebo,在该仿真平台下可以创建一个虚拟的机器人仿真环境,还可以在仿真环境下添加一些需要的参数。 (4)免费且开源 ROS 具有一个庞大的开源社区 ROS WIKI(http://wiki./)。ROS WIKI 中的应用代码以维护者来分类,主要包含由 Willow Garage 公司和一些开发者设计、维护的核心库部分,以及不同国家的 ROS 社区组织开发和维护的全球范围的开源代码。当前使用 ROS 开发的软件包已经达到数千万个,相关的机器人已经多达上千款。此外,ROS 遵从 BSD 协议,允许使用者修改和重新发布其中的应用代码,对个人和商业应用及修改完全免费。 ROS 也存在一些问题。如:通信实时性能有限;系统稳定性尚不满足工业级要求;安全性上没有防护措施;目前主要支持 Linux(Ubuntu)系统。但总体来说,ROS 为我们开发机器人带来了许多方便。它更适合科研和开源用户使用,如果在工业场景应用(例如无人驾驶)还需要做优化和定制。 三、历代 ROS 版本ROS1.0 版本发布于 2010 年,基于 PR2 机器人开发了一系列机器人相关的基础软件包。随后 ROS 版本迭代频繁,目前已经发布到了 Melodic。推荐使用 Kinetic 和 Melodic 这两个长期支持的版本。 ROS 目前主要支持在 Linux 操作系统上安装部署,它的首选开发平台是 Ubuntu。同时,也可以在 OS X、Android、Arch、Debian 等系统上运行。时至今日 ROS 已经相继更新推出了多种版本,供不同版本的 Ubuntu 开发者使用。为了提供最稳定的开发环境,ROS 的每个版本都有一个推荐运行的 Ubuntu 版本。如下表所示: 如果你还没有安装 Ubuntu,建议选择 18.04 版本。并且建议在本地安装,不推荐用虚拟机,这样兼容性更好。下载网址:https://www./download/desktop。 如果你已经安装 Ubuntu,请确定系统版本。在终端中输入 cat /etc/issue 确定 Ubuntu 版本号,然后选择对应的 ROS 版本。如果没有安装正确的 ROS 版本,就会出现各种各样的依赖错误,所以安装时请谨慎。 |
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