2020/8/1 ROS深入介绍

第一部分：ROS package

创建工程： catkin_create_pkg package_name {dependencies}

推荐ROS工程组织结构：

SRC存放源文件；
MSG存放节点之间进行通信的消息定义；
SRV存放节点之间进行服务通信的时候的服务定义；
CONFIG存放配置文件相关的信息；
INCLUDE存放头文件相关的信息；
Launch存放节点启动和它相关的节点之间的启动文件。

package.xml: 定义了可执行文件的需要的依赖库、还定义了软件版本、开发者信息的一些描述文件

CmakeLists.txt:基于ROS工程的另一些关键信息，包括怎么编译ros工程：Cmake版本、package name、头文件信息、指定了一些依赖库（与pakage.xml一一对应）

包含的内容：
1、指定Cmake的版本；
2、工程Package name；
3、工程的头文件信息；
4、指定所依赖的库，与在Package.xml里面所指定的依赖库是一一对应的；
5、install命令，将编译出来的临时文件放在指定的目录里。

**install命令：**使编译出来的临时产出放到指定的产出目录中，是用于部署到整个系统的一种方式

第二部分 编译ROS基本工程（Eclipse）

建立工程步骤：
1.建立：catkin build package_name
2.使用默认配置信息，命令：catkin config
3.~/catkin_ws/build

提升编译效率：catkin build会对整个进行编译，指定package进行编译可以提高效率

在Eclipse中比编译：

步骤：
1.打开，设置workspace
2.导入工程
3.使用Eclipse的build、run工具调试>

第三部分：ROS的基本运行逻辑

示例：

一些说明：
init：引入ROS的一个基本环境，指定节点使用的node名字和一些参数信息；
NodeHandle：node和整个ROS框架进行通信所使用的一个句柄指针；
数据发送的频率：looprate（10）以10赫兹发送消息。
while循环以10赫兹的消息频率进行发送，同时进行计数。
Spinonce：有一帧消息就把这消息立马发送出去，同时进行下一轮的消息等待。

第四部分 ROS的日志系统

一些说明：
ROS_INFO：即ROS提供的日志系统
ROS的日志系统是分级的
日志系统提供了两种格式ROS_INFO与ROS_INFO_stream：

• ROS_INFO：默认把信息打印到当时运行的屏幕上。
• ROS_INFO_stream：它是流式数据，默认输出到后台这个节点所对应的日志文件。

第五部分 接收者与发送者的功能

接收者：

发送者：

两者区别：
1、回调函数：subscriber作为信息的接收方有一个回调函数，回调函数定义了它接收到的每一帧信息如何使用；上图listener回调函数比较简单，它接收到信息后只是进行了打印处理。Publisher没有回调函数，它不需要对消息进行处理。

2、声明的时候：subscriber把回调函数传入到对应的node初始化程序里面。publisher声明的时候只需要注册要往哪一个topic上去发信息，同时还设置队列长度。

3、Rosspin：在ROS构架里所有的回调函数都不是主动触发的。Rosspin是阻塞性的，声明Rosspin之后，就阻塞在此，程序不会退出，它会一直监听自己对应的队列里面是否有新消息的到达，若有新消息到达就会触发回调函数处理。

如果Subscriber的主程序里除了订阅消息之外还有其他的功能则可以采用rosspin once，对所有已达消息进行回调函数的处理。同时可以写一个while循环，rosspin once按照一定的频率去处理回调函数的消息。ROS提供Rosspin这两种方式，就是为了满足这两种场景。第一种是阻塞，只有一个回调函数进行处理，第二种是订阅回调函数消息以外，他还进行了一些封装和处置。

但是在实际的自动驾驶系统里面，所有的模块都不是简单的一个角色，是一个复杂交互的功能，甚至是用到很多数据融合或者是消息对齐

第六部分 Service与Param两种通信方式

Service： 服务
使用：启动service去注册一项服务；其他节点call service去使用改服务
相对于message的类似“广播”的松耦合通信方式，Service需要及时回应，Client向server去发送service请求的时候，需要实时等待一个response，根据响应做出下一步的行为指示。

Parameter： 借鉴了Service的原理，启动Parameter service（Parameter service是一个全局的服务器，各个节点在进行参数设置和获取的时候可以通过Parameter service的方式轻易完成）
rosparam：ROS所使用的与Parameter对应的一套基本命令行工具；get和set：get是get某一个全局参数的值；set是设置某一个全局参数的值。

说明:
上图展示的例子是通过node所提供的nodeHandler指针去调用它的getparam，得到某个参数的数值。当它进行一些运算之后，也可以通过setparam去设置参数的值。设置之后，整个系统参数服务器里面对应的这个参数就会被设置成对应的值，其他节点在得到这个值之后再作出相应的处理。

ROS的可视化工具RViz

RViz在整个ROS生态里可以看成是一个节点，它定义了整个拓扑结构；同时提供很多debug功能；

因为RViz也是一个普通的节点，所以在启动的时候可以通过rosrun命令的方式去启动RViz相关的功能。

RViz也提供了很多插件可以放到诸如eclipse这样的功能插件里面，在进行eclipse开发时可以通过eclipse的plugin去调取RViz的相关功能，进行可视化调试。