ROS=通信机制+开发工具+应用功能+生态系统
目的:提高机器人研发中的软件复用率。
松耦合分布式通信:
注意:什么是耦合、紧耦合、松耦合?
耦合是两个或多个模块之间的相互关联。在软件工程中,两个模块之间的耦合度越高,维护成本越高。因此,在系统架构的设计过程中,应减少各个模块之间的耦合度,以提高应用的可维护性。
紧耦合架构本质是Client/Server的模型,如下图所示:
优点是:架构简单、设计简单、开发周期短、能够快速的开发、投入、部署、应用。 但随着集群规模的扩大,系统的稳定性逐渐变差,主要原因如下: 1、同步操作导致对网络资源消耗大。同步操作在数据发送和数据返回之间,有很大一段是空闲的,这种空闲占用是对网络资源的极大浪费。 2、安全控制力度差,因为服务器直接暴露给客户机,容易引发网络攻击行为。 3、程序代码之间关联度过高,不利于模块化处理。
松耦合架构本质上是在client/server模型之间加入一个代理,把CS模型变成CAS模型。 在新的架构下,客户机的角色不变,代理服务器承担起与客户机的通信,和对客户机的识别判断工作,服务器位于代理服务器后面,对客户机来说不可见,它只负责数据处理工作,另外我们也把CS模型的同步操作改为CAS的代理处理。 如下图所示:
优点如下:
1、多任务并行处理能力获得极大提升。
2、实现负载自适应机制(根据当时运行环境,松耦合架构分配并行工作任务,避免超载现象)。
3、基本杜绝了对Server服务端的网络攻击行为,由于代理服务器的隔绝和筛查作用, 同时结合其它安全管理手段,外部攻击在代理服务器处就被识别和过滤掉了,这样就保护了后面的服务器不受影响。
4、异步操作减少了网络资源消耗和操作关联。
5、提高了系统的可维护性。
原文链接:https://blog.csdn.net/liguangyao213/article/details/123940756
常用命令
rpt_graph
rostopic
rosservice
rosnode
rosparam
rosmsg
rossrv
以小海龟为例子:
首先启动 ROS Master:
roscore
然后启动小海龟仿真器:
rosrun turtlesim turtlesim_node
最后要启动小海龟控制节点:
rosrun tuetlesim turtle_teleop_key
注意:rosrun(运行对应节点) 用法:rosrun + 功能包 + 功能包结点
例如: rosrun turtlesim
其中,turtlesim是ros安装好后带的学习用的功能包,输入完代码以后双击tab键可以显示出其所有节点。
命令:rpt_graph
功能:显示系统计算处理工具。
图示:
右边为仿真器节点 左边为键盘控制节点 中间turtle1为话题(数据)
命令:rostopic list
功能:显示所有的话题列表
图示:
输入 rostopic pub /turtle1/cnd_vel geometry_msgs/Twist "linear: +两下tap显示海龟的位置、速度等信息
解析:pub是发布一个话题;/turtle1/cnd_vel是话题名;后面内容Tab键补全消息结构,双引号的内容为消息结构的具体数据,linear是线速度,angular是角速度
此时可以修改上方x y z改速度,修改下方x、y、z改角度(左右方向键选择对应数据更改)
因为数据是发一次收一次,所以海龟只会短时间运动,如果要长时间运动,则需要给发送频率,
代码修改如下:
rostopic pub -r 10 /turtle1/cnd_vel geonetry_msgs/Twist "linear:
-r 10 表示修改发送频率。
命令:rosservice list
功能:显示所有服务命令
图示:
rosservice call + 调用list中的命令 发布服务请求
例: rosservice call /spawn "x: 加一只小海龟 也可更改新出现小乌龟的速度、角度、名字等信息
下面的那个name是个反馈信息。
此后再输入rostopic list 效果如下:
命令:rosnode
功能:显示所有节点信息
图示:
输入rosnode list 列出所有节点 可以看到小乌龟相关的所有节点
注意:rosout是启动roscore就会默认启动的一个节点,采集所有节点的日志信息 用于提交给上一层显示 (ros自带)
输入rosnode info +节点名 用于显示节点的信息(包括发送的话题 订阅的话题 pid号等)
注意:PID是进程识别号(Process Identification)
命令:rosparam
功能:param就是个中央注册表,可以进行参数的增删改查
参考链接:https://www.jianshu.com/p/e4de8ba7ffb2
输入 rosmsg show + 话题信息 显示话题信息的类型
命令:rossrv
功能:显示ros服务类型消息信息的相关命令
参考链接:https://blog.csdn.net/qq_43280851/article/details/125182206
补充:
输入 $ rosbag record -a -O cmd_record 话题记录 记录小乌龟的运动轨迹
输入 $ rosbag play cmd_record.bag 话题复现 按小乌龟的运动轨迹复现一次
解析:-a 是all的意思,保存所有的信息;-o是保存成一个压缩包,后面是压缩包的名字
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