一、引言部分 Introduction to ROS

1. 本书前 二 章介绍 ROS 的基本概念和包管理系统(package management system)，搞清几个关键知识：

• ROS Master

• ROS nodes

• ROS parameter server

• ROS messages

• ROS services

2. 有以下几个目标：

• 为什么学ROS

• 为什么倾向于用ROS来开发机器人

• 上手ROS文件系统(ROS filesystem level)和计算图(computation graph level)

• 理解ROS框架的元素

• 上手ROS Master

3. 熟悉 ROS 文件系统

• Packages 包 是ROS最基本的单元，包含了一个或多个ROS程序，库，配置文件等，将这些集成在一起。包是ROS构建和发布的原子(atomic)项目。

• Package mainfest 包说明 这个文件存在于一个包中，其中包含了包的信息、作者、证书、依赖项、编译标志等。package.xm l文件即时在Packages中的具体形式。

• me tapackages 元包 元包指一个或多个相关的松耦合在一起的包。原则上来说，元包并不包含任何源码或普通包中常见的文件？？

• me tapackages manifest 元包说明 与包的mainfest文件类似，区别在于这里可能包含做为运行时依赖的别的Packages并声明export标志？？

• Messages(.msg) 消息 是从一个ROS过程到另一个ROS过程的一类信息，我们可以在Packages内的msg文件夹内自定义信息，.msg是信息文件的后缀。

• Services(.srv) 服务 是一种ROS过程之间 “问/答” 形式的交互方式，问答数据可以在Packages内的srv文件夹内自定义信息，.srv是信息文件的后缀。

• Repositories 仓库 大多ROS包都使用Version Control System(VCS) 版本控制系统，例如Git, svn等，共享同样的VCS进行包的收集可以称作仓库，仓库内的包可以利用catkin自动发布工具bloom来发布。

4. 理解 ROS Package 结构，一个典型的包中含有以下文件夹：

• config 配置 配置文件夹中包含所有的配置文件，这个文件夹是用户自己创建的，一个普遍共识是用config来命名，并保持所有配置文件都在其中。

• include/package_name 包含 包含文件夹含有所有需要在包中使用的头文件和库。

• sc ript 脚本 脚本文件夹包含可执行的Python脚本。

• src 源 源文件夹存储C++源码。

• lanuch 启动 启动文件夹存有用于启动一个或多个ROS node 节点的lanuch文件。

• msg 消息 消息文件夹包含各项消息的定义。

• srv 服务 服务文件夹包含各类服务的定义

• action 动作 动作文件夹包含动作文件。

• package.xm l 说明 这就是上节提到的Package mainfest 包说明。

• CMakeList.txt 编译包的指导文件。

5. 一些常用的 ROS 包 管理命令

• catkin_create_pkg 产生新包

• rospack 获取文件系统中包的信息

• catkin_make 在工作空间中编译包

• rosdep 安装该包所需要的系统依赖项

6. 一些常用的 rosbash 命令

• roscd 进入包路径或指定路径。

• roscp 从包中拷贝文件

• rosed 利用vim修改文件

• rosrun 执行包中的可执行文件

7. 理解 package.xm l 的常见格式

• 一般包含以下语句

• package name

• version of the package

• the package desc ription

• author details

• package build dependencies

• runtime dependencies

• <build_depend></build_depend> 标签 包含了编译包中源码所必需的其他包。

• <run_depend></run_depend> 标签 包含了运行包节点所必需的其他包。

8. 理解 ROS me tapackages 结构

• ROS 元包是一类特殊的ROS包，其只包含一个文件，即 package.xm l ，它并不像普通包一样有子文件夹和文件。

• 元包简单地利用 package.xm l 把多个包组合成一个逻辑包，在package.xm l文件中包含一个export标签 ,例如 <export> <me tapackage/> </export>。

• 在元包中，没有用于 catkin的 <buildtool_depend>依赖项，只有 <run_depend>依赖项，也就是元包中成组的这些包。

• ROS navigation stack就是元包一个很好的例子，一旦ROS和Navigation包安装好后，我们可以利用 roscd navigation 来切换到该包的文件夹，打开 package.xm l 文件，就是一个元包的例子。

• 我在这里发现我的ROS没有这个包，安装该包，参考链接。

9. 理解 Messages(.msg) 消息

• ROS 节点可以读写不同类型的数据，数据的类型利用一种简化的消息描述语言来定义，也叫 ROS Messages ,这些数据类型的描述可以用于在不同语言中生成消息类型的源码。

• ROS 消息的 data type 数据类型 描述储存于 msg/***.msg 文件中，用户可为其节点自定义消息类型。

• 消息的定义可以包含两种类型: fields 和 constants 。field 分为 field 分为 field type 和 field name。其中 field type 即为发送消息的数据类型，名称即为消息名; constant 在消息文件中用于定义常量。

• 一个简单的消息定义如: int32 number string name float32 speed。其中定义了三个消息，对于每个消息定义，第一部分是 field type 用于定义数据类型，后面跟着 field name 用于在消息中进行索引，比如 msg.number 可以提取到名为 number 的消息的值，定义类似变量定义，索引类似结构体。

• ROS内建的常用数据类型如下

|基础类型|序列化|C++|Python|

|:—|:–|:—|:—|

|bool(1)|Unsigned 8-bit int|uint8_t(2)|bool|

|int8|Signed 8-bit int|int8_t|int|

|uint8 |Unsigned 8-bit int|uint8_t|int (3)|

|int16 |Signed 16-bit int|int16_t|int|

|uint16 |Unsigned 16-bit int|uint16_t|int|

|int32 |Signed 32-bit int|int32_t|int|

|uint32 |Unsigned 32-bit int|uint32_t|int|

|int64 |Signed 64-bit int|int64_t|long|

|uint64 |Unsigned 64-bit int|uint64_t|long|

|float32 |32-bit IEEE float|float|float|

|float64 |64-bit IEEE float|double|float|

|string |ascii string(4)|std::string|string|

|time |secs/nsecs unsigned 32-bit ints|ros::Time|rospy::Time|

|duration |secs/nsecs signed 32-bit ints|ros::Duration|rospy::Duration|

• 其他数据类型一般用于特定的消息，例如几何消息geometry_msgs和传感器消息sensor_msgs。一类特殊的ROS消息叫做消息头 message header ，消息头能携带信息，例如时间、参考系、帧id、顺序号等。利用消息头我们能获取带有编号的消息，在时间序列中很清晰。消息头一般用来发送例如机器人关节变换等数据。一个例子: uint32 seq time stamp string fr ame_id 这个消息头中包含3个fields，分别代表序列号、时间戳和帧ID。

• rosmsg 命令可用于检查消息头和 field type ，例如使用这个命令来查看一个消息的消息头: rosmsg show std_msgs/Header。