ROS 101机器人操作系统简介

以下是您需要了解的有关开源机器人操作系统(ROS)以及如何开始创建第一个项目的所有内容!2007年，两名斯坦福大学博士生首次发布了他们的同事缺乏进入机器人领域的机会，机器人操作系统(ROS)被开发成为机器人软件开发的分布式模块化开源平台。制造商，工程师，研究人员和教育工作者可以将少量或大部分模块化库函数用于其机器人设计和项目。共享模块化软件组件包的分布能力是机器人社区中ROS的主要吸引力。目前，Open Robotics社区贡献了超过3,000个软件组件包，为ROS创造了蓬勃发展的生态系统。

尽管ROS不是Windows 10或Linux的操作系统，但软件开发平台提供了一个节点系统，允许在目标的智能平台内进行进程。这些进程间允许在机器人体系结构内共享功能消息。ROS系统的体系结构由五个组件组成：ROS主服务器，节点，发布者，订阅者和主题。

ROS Master负责管理ROS系统中节点的名称和注册服务。ROS Master监控发布者和订阅者，以确保在机器人系统内提供相关主题和服务。ROS Master还支持机器人系统内节点之间的定位和通信。最后，ROS Master通常使用roscore命令启动节点通信功能。该roscore命令用于与所述基本软件组件加载ROS万事达，以允许节点之间的通信。

要开始探索ROS，我们需要两个基本部分：Ubuntu Linux发行版(版本18.04 LTS)和主机。主机可以是台式PC，笔记本电脑，或Raspberry Pi 3或Model 3 B +。Hello World项目将说明这两个基本部分如何创建一个简单的桌面机器人系统。

在此示例中，Raspberry Pi 3用作主计算机。要在Raspberry Pi 3(RPi 3)上使用Ubuntu Linux，Mate版本18.04 LTS是推荐在单板计算机上安装的发行版。

在RPi 3上安装Linux发行版后，需要ROS发行库。在ROS.org网站上有几个称为(ros_lib)软件包的ROS发行版程序库可供选择。每个修订级别都有新的库包，服务和软件错误更正，以改善ROS的用户体验。对于此项目构建示例，ROS Melodic安装在RPi 3上。在继续安装ros_lib之前，需要一个工作空间目录。创建工作区目录需要打开Linux终端。可以在ROS.org网站上找到创建工作区目录的说明。将Melodic安装到RPI3上所需的Linux命令如下(您可以将它们复制/传递到Linux终端屏幕以节省时间)ROS项目的最后阶段是在RPi 3和Arduino Uno上执行软件代码。

Arduino Uno将作为出版商运作，通过ROS系统宣传聊天主题。要发布的主题消息是臭名昭着的hello worldtext。要运行发布者代码，ros_lib hello worldsketch将安装在Arduino Uno上。RPi3和Arduino Uno将通过USB串行通信共享该主题。因此，Arduino Uno和RPi3使用USB电缆相互连接

运行整个项目需要使用多个终端屏幕来启动特定的ros_lib命令。第一个允许ROS Master监视和管理与Arduino Uno节点通信的Linux命令是“roscore”.rcoscore命令允许将hello world发布者代码从RPi 3发送到Arduino Uno。聊天主题封装并将发布hello world消息发送到Linux终端屏幕。可以修改最初的ros_libhello world Arduino Uno sketch(代码)以发布新消息。虽然传输消息速率设置为一秒，但是发布时间可以在hello world代码中适当地改变。

ros_lib包中还提供了其他可以在Arduino Uno上进行探索的示例。一些例子包括：闪烁LED;监控电动按钮;并操作伺服电机。另外，有关ROS，ros_lib，系统模型和使用Arduino Uno的信息可以在ROS.org网站上找到。