根据mooc上柴长坤老师的课程整理所得，由于在做项目不涉及到运动规划，所以后半部分相对简略，有需要的同学可以拿去，过几天会附上我所做项目的ROS例子。


1. 安装ROS

这部分跟着视频来就行，留意以下几个工具

rosdep 管理工具

rosinstall 独立分开的常用命令行工具

roboware IDE （可以省去很多工作，比如,cMakelist）

二进制包与源代码包

2 工作空间

2.1

重要！理解下图是理解整个ROS开发的基础。

catkin:ROS定制的编译构建系统，是对Cmake的扩展

catkin工作空间：组织和管理功能包的文件夹

catkin_make ： 建立工作空间，编译      注意：要回到工作空间，要source刷新环境

src:源代码

build: cmake&catkin缓存和中间文件（了解）

devel:目标文件（了解）

rosbuild（早期编译系统，主流已经不再使用）

package:  catkin编译的基本单元，ROS软件的基本组织形式，一个可以对应多个可执行文件（节点）

CMakelists.txt:规定了catkin的编译规则，例如源文件，依赖项，目标文件

package.xml:定义package的属性 例如包名版本号等

manifext.xml(老版本）

代码文件： 脚本（shell,python） C++(头文件，源文件） 有时候src下边也可以放python  

自定义通信格式：消息（msg） 服务（srv） 动作（action）

launch以及配置文件(yaml)

常用指令：

 

2.2

小工具 tree

roscpp,rospy，std_msgs nav_masgs等依赖

.bashrc : 加socrce

metapackage：虚包，依赖了其他软件包，如navigationg,mobeit等

stack:（老版本）软件包集

3.1　通信架构（上）

master: 节点管理器，每个node启动都要注册，并且管理着Node的通信 利用roscore启动

node: ROS的进程，pkg里的可执行文件运行的实例 利用rosnode启动

roslaunch: 启动master和多个node

初学者改别人的就可以

3.2 实例演示

观察启动的node

键盘控制机器人行进

摄像头实时画面 

 3.3 通讯方式

 Topic:ROS中的异步通信方式 Node间通过publish-subscribe机制通信

Message:topic的数据类型，定义在.msg中，放在msg文件夹

有些类似结构体

常用命令

 3.4 操作演示

info很常用

RGB加深度信息可以合成

4 通信架构（下）

4.1 Service 服务

有时候topic可能会消耗大量资源（人体识别例子）

service ： ROS中的同步通信方式，Node间可以通过request-reply方式通信

Client  <=> Service <=> Server

Topic VS Service

srv

service 通信的数据格式 定义在*.srv文件中，Srv不能嵌套srv

人体关节检测例子：

要修改： 

常用命令：

 

参数服务器：Parameter Server

存储各种参数的字典，可用命令行launch文件核node(API)读写

字典即是一种映射关系

 用命令行设置参数

 在launch里设置参数服务器（看红色部分）

4.3 示例演示

rossrv与rosservice不要搞混了

灯光例子，重力例子

4.4 action（动作）

升级版service，带有状态反馈的通信方式，通常用在长时间，可抢占的任务中

action通信的数据格式定义在*.action中

上部分是洗碗机例子：

5 常用工具

用来仿真

 用来显示

六 client library

类似于API

如 roscpp跟rospy，roslisp

官网可以查用法

 nodehandle类

 nodehandle class

namespace(没有对象），不是类

获取node信息

  

以上了解，需要的时候查一下即可

6.2 topic_demo（重要）

 

 步骤详情：

 talker思路：初始化-句柄-创建pub-发布消息  （重要！）

listener 

 cmakelist,可以用IDE roboware

 以上部分很重要，是通用用法。

6.3 service_demo（重要）

定义handle funtion

client

6.4 param_demo

 

 

 

7 rospy 

Node相关：

 

 

 

7.3 topic-demo

 

 

要cmake头文件

 service——demo

 

8.1 TF&URDF

TF:TranForm

frame

tf树

robot - sim-demo

frame - link

不能有断裂的地方

broadcaster 维护frame之间的关系，node,发布坐标变换的关系，本质是个pubilsher

TF消息

transformstamped.msg

以上两个完全一样，用rostopic info /tf可以查询

C++的TF 

左右不同，左边只能c++里用

broadcast类

listener

python里的TF(简单）

 

Listener类

辅助功能：

 

常用工具：

urdf (统一定义机器人格式）

 link 部件 joint 两个link间的连接关系

9 SLAM（同步定位和建图）（不包括路径规划）

 

 

 

Karto SLAM

 

10 Navigation Stack

蓝色要自己提供

 

 

 costmap：栅格地图/代价地图

之前的map是全局的，costmap是用于导航的。

MapServer 提供地图

AMCL 定位

命令：

AMCL:蒙特卡洛自适应定位

 上边是纯粹里程计定位，下边是AMCL,有修正

 操作演示：