一、ROS简介

1. 什么是ROS

ROS（机器人操作系统，Robot Operating System），是专为机器人软体开发所设计出来的一套电脑作业系统架构。它是一个开源的元级操作系统（后操作系统），提供类似于操作系统的服务，包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间消息传递、程序发行包管理，它也提供一些工具和库用于获取、建立、编写和执行多机融合的程序。ROS主要组件包括ROS Master、ROS Node和ROS Service三种。
在某些方面ROS相当于一种“机器人框架（robot frameworks）”类似的“机器人框架”有：Player，YARP，Orocos，CARMEN，Orca，MOOS和 Microsoft Robotics Studio。
ROS的运行架构是一种使用ROS通信模块实现模块间P2P的松耦合的网络连接的处理架构，它执行若干种类型的通讯，包括：
①基于服务的同步RPC（远程过程调用）通讯；
②基于Topic的异步数据流通讯，还有参数服务器上的数据存储。
ROS并不是一个实时的框架，但ROS可以嵌入实时程序。Willow Garage的PR2机器人使用了一种叫做pr2_etherCAT的系统来实时发送或接收ROS消息。ROS也可以与Orocos实时工具包无缝集成。
ROS是一个适用于机器人编程的框架，这个框架把原本松散的零部件耦合在了一起，为他们提供了通信架构。ROS虽然叫做操作系统，但并非Windows、Mac那样通常意义的操作系统，它只是连接了操作系统和你开发的ROS应用程序，所以它也算是一个中间件，基于ROS的应用程序之间建立起了沟通的桥梁，所以也是运行在Linux上的运行时环境，在这个环境上，机器人的感知、决策、控制算法可以更好的组织和运行。

2. ROS起源与发展

本世纪开始，关于人工智能的研究进入了大发展阶段，包括全方位的具体的 AI ,例如斯坦福大学人工智能实验室STAIR（Stanford Artificial Intelligence Robot）项目，该项目组创建了灵活的、动态的软件系统的原型，用于机器人技术。
在2007年，机器人公司Willow Garage和该项目组合作，他们十分具有前瞻性的，提供了大量资源进一步扩展了这些概念，经过具体的研究测试实现之后，无数的研究人员将他们的专业性研究贡献到ROS核心概念和其基础软件包，这期间积累了众多的科学研究成果，ROS的核心思想和基本软件包逐渐得到完善。
ROS软件的开发自始至终采用开放的BSD协议，在机器人技术研究领域逐渐成为一个被广泛使用的平台。
Willow Garage公司和斯坦福大学人工智能实验室合作以后，在2009年初推出 ROS0.4，这是一个测试版的 ROS，现在所用的系统框架在这个版本正式开启了 ROS 的发展成熟之路。
2010年Willow Garage公司发布了开源机器人操作系统ROS。
2011TurtleBot发布。
2012第一届ROScon。
2013OSRF接管。
2014ROS Indigo发布。
2016ROS Kinetic发布。
2017ROS 2.0 Ardent发布。

3. ROS的意义

ROS的发展逐渐的趋于成熟，近年来也逐步是面对着Ubuntu的更新而更新，这说明ROS已经初步进入一种稳定的发展状态，每年进行一次更新的频率同时还保留着长期支持的版本，这使得ROS在稳步的前进发展同时，也有着开拓创新的方向。目前越来越多的机器人、无人机甚至无人车都开始采用ROS作为开发平台，尽管ROS在实用方面目前还存在一些限制，但前途非常光明。
总体来说，ROS更适合科研和开源用户使用，如果在工业场景应用（例如无人驾驶）还需要做优化和定制。
ROS为我们开发机器人带来了许多方便，也确实存在一些问题：
优点:
提供框架、工具和功能，方便移植，庞大的用户群体，免费开源。
缺点:
通信实时性能有限，系统稳定性尚不满足工业级要求，安全性上没有防护措施。