【松灵ROS2专栏·第 1 讲】ROS2 基础入门

目录

一、前言：为什么要学 ROS2？

二、ROS 的历史与 ROS1 / ROS2 的区别

2.1 ROS 的发展历程

2.2 ROS1 的优势

2.3 ROS1 的不足

2.4 ROS2 的设计优势

三、ROS2 开发前需掌握的 Linux 基础

3.1 指令表格

3.2 指令示例

四、ROS2 常用命令

五、ROS2 通讯机制：话题与服务

5.1 话题（Topic）通信：异步、单向、无反馈

5.2 服务（Service）通信：同步、请求-响应

5.3 话题 VS 服务：对比总结

六、ROS2 节点（Node）结构

七、小乌龟实操

1）启动仿真小乌龟

2）键盘控制

3）查看节点图（rqt_graph）

4）查看 话题 &服务 列表

5）调用清除轨迹服务

6）召唤一个小乌龟

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一、前言：为什么要学 ROS2？

        ROS 是机器人领域的事实标准框架，而 ROS2 则是在 ROS1 的基础上彻底重构、提升实时性、跨平台性、分布式、可靠性的新一代系统。
        松灵机器人推出的《松灵ROS2开讲啦》聚焦ROS 2技术的学习平台，课程涵盖了ROS 2基础、Gazebo仿真、ROS 2建图算法、视觉模块等知识，帮助大家深入认知ROS 2在机器人开发中的应用和发展。

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二、ROS 的历史与 ROS1 / ROS2 的区别

2.1 ROS 的发展历程

• 2007：第一个版本诞生

• 2010：ROS1 正式发布

• 2017：ROS2 Ardent

• 2022：ROS2 Humble LTS

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2.2 ROS1 的优势

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2.3 ROS1 的不足

ROS1 所有节点都依赖 ROS Core（Master），这是最大的架构缺陷。

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2.4 ROS2 的设计优势

 ROS2 去掉 Master，最底层由 DDS 提供通讯支持：

•  真·分布式（无中心 Master）

•  高实时性（DDS QoS）

•  更安全

•  跨 Linux、Windows、Mac

•  多种 QoS（可靠/不可靠、保持历史等）

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三、ROS2 开发前需掌握的 Linux 基础

3.1 指令表格

指令	作用
ls	列出文件
cd	切换目录
pwd	查看路径
mkdir	创建目录
cat	查看文件内容
vim	编辑文件
sudo	提权执行命令

3.2 指令示例

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四、ROS2 常用命令

类型	命令	作用
节点	ros2 node list	查看节点
节点	ros2 node info /name	查看节点详情
话题	ros2 topic list	查看话题
话题	ros2 topic echo /topic	订阅话题
话题	ros2 topic pub /topic ...	发布话题
服务	ros2 service list	查看服务
服务	ros2 service call /srv ...	调用服务
参数	ros2 param list	查看参数
参数	ros2 param set ...	设置参数

详细ROS2常用指令可以参考我之前写过的文章，链接如下：

ROS2 常用命令超详细总结（附 ROS1 & ROS2 对照表）-优快云博客https://blog.youkuaiyun.com/m0_58954356/article/details/155497277?spm=1001.2014.3001.5501

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五、ROS2 通讯机制：话题与服务

5.1 话题（Topic）通信：异步、单向、无反馈

话题机制 ＝ 发布者（Publisher）→ 订阅者（Subscriber）

特点：

•  异步通信

•  无需建立连接

•  单向传输（只发送消息）

•  无反馈机制

•  可以多对多（一个话题可以 N 个发布者、N 个订阅者）

简而言之：
发布者 / 发布节点 只管发，不管有没有人收；
订阅者 / 订阅节点 一直收，也不管消息是否为空。

使用场景： 定位 / 速度 / 激光雷达等实时流式数据。

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5.2 服务（Service）通信：同步、请求-响应

服务机制 ＝ 客户端（Client）↔ 服务端（Server）

特点：

•  有“请求 → 回复”的闭环

•  必须有人响应

•  类似于函数调用

•  一个 Service 服务器可对应多个客户端

•  同步通信（典型）

简而言之：

服务端只会在客户端调用时才响应。

使用场景：
清除地图、重置位置、控制机械臂抓取、设置参数……

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5.3 话题 VS 服务：对比总结

对比项	Topic	Service
通信方式	异步	同步
方向	单向	双向
是否有回复	❌ 无	✔ 有
典型用法	传感器数据、速度指令	清除、生成、计算、获取值
连接	不要求	必须建立连接

话题与服务的最大区别：是否有反馈机制。

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六、ROS2 节点（Node）结构

• Node1：服务端 + 发布者

• Node2：客户端 + 订阅者

• Node3：订阅者

这是 ROS2 分布式系统的典型结构，每个节点只负责一种功能，模块化极强。

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七、小乌龟实操

1）启动仿真小乌龟

ros2 run turtlesim turtlesim_node

2）键盘控制

ros2 run turtlesim turtle_teleop_key

3）查看节点图（rqt_graph）

ros2 run rqt_graph rqt_graph

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4）查看 话题 &服务 列表

ros2 topic list
ros2 service list

5）调用清除轨迹服务

ros2 service call /clear std_srvs/srv/Empty

6）召唤一个小乌龟

ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn "{x: 3.0, y: 3.0, theta: 0.0, name: ''}"

注意两点：

• Tab 键补齐
• ros2 service call /spawn turtlesim/srv/Spawn 填写完后   打 “x， 然后tab补全