ROS-机器人操作系统 - - 带你一文入门

最新推荐文章于 2025-06-17 12:45:09 发布

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分类专栏： ▼ROS ▼无人驾驶开发文章标签：无人驾驶开发 ROS 机器人人工智能

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_33592583/article/details/86434638

ROS-机器人操作系统----带你一文入门

1.1.ROS发展史

2000 ROS起源: 斯坦福大学机器人软件系统框架
2007 ROS正式发布:柳树车库(willow Garage) 发起
2010 ROS 1.0 发布
ROS逐渐流行:ROS,Indigo,ROS kinetic(LTS)

1.2.什么是ROS

ROS 实质上并不是操作系统,而是中间件/类操作系统
- 硬件抽象
- 底层设备控制
- 常用函数实现
- 进程间消息传递
- 包管理
ROS 官方解释:框架+工具+功能+社区
- 框架:
  - 分布式
    - 节点: ROS中用节点表示进程,即Node
    - 分布式架构优点:扩展性好,软件复用率高
  - 进程管理
  - 进程通信
  - 框架示意图如下:
- 工具:
  - 仿真
  - 数据可视化
  - 图形界面
  - 数据记录
- 功能:
  - 控制
  - 规划
  - 视觉
  - 建图
- 社区:
  - 软件包管理
  - 教程
  - 文档

1.3 ROS 安装

ROS:官方网站:www.ros.org
打开wiki
点击 install
选择 ROS kinetic版本
自己搭建虚拟机ubuntu,更新软件源
按照手册在终端操作即可
教程代码包:重德重能教学代码包(github网站)
安装开发IDE:Roboware(实质是基于vscode)

2.1 ROS 工程结构

在这里插入图片描述

catkin 工作空间
- catkin: ROS定制的编译构建系统,对CMake的扩展
- 组织和管理功能包的文件夹,以catkin工具编译
- 操作:
  - 建立工作空间:
    - mkdir -p ~/catkin_ws/src
    - cd ~/catkin_ws/
    - catkin_make
  - 编译:
    - cd ~/catkin_ws #注意,一定要切换到此处进行编译
    - catkin_make
    - source ~/catkin_ws/devel/setup.bash # 编译完成后需要source刷新环境
- catkin worksapce:
  - src:package 源代码,真正写代码的地方
    - src通常放置功能包package,Eg.package1,package2.etc
    - package是catkin编译的基本单元,catkin编译的对象就是一个又一个的package
    - 编译系统会递归的查询每一个package
    - package
      - ROS软件的基本组织形式,
      - catkin编译的基本单元
      - 一个package可以包含多个可执行文件(节点)
      - 判断package的方式:至少包含CMakeLists.txt,package.xml
        
        CMakeLists.txt:
        
        规定catkin编译的规则,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.作者,依赖项
        
        scripts:
        
        脚本 (python 文件,shell文件)
        
        include
        
        C++头文件
        
        src
        
        C++源文件
        
        python modue
        
        srv(服务)
        
        *.srv
        
        msg(消息)
        
        *.msg
        
        动作(action)
        
        *.action
        
        launch:*.launch
        
        config:*.yaml
  - build: cmake & catkin 缓存和中间文件
  - devel: 目标文件
    - 头文件
    - 动态链接库
    - 静态链接库
    - 可执行文件
- rosbuild:ROS早期采用的编译系统,目前主流的ROS项目已经不采用
- 常用指令:
  - rospack
    - 查找某个pkg的地址
      - rospack find package_name
    - 列出本地所有pkg
      - rospack list
  - roscd
    - 跳转到某个pkg路径下
      - roscd package_name
  - rosls
    - 列举某个pkg下的文件信息
      - rosls package_name
  - rosed
    - 编辑pkg的文件
      - rosed package_name file_name
  - catkin_create_pkg
    - 创建一个pkg
      - catkin_create_pkg <pkg_nmae>