SLAM面试笔记(5) — ROS面试

服务通信到三个角色：ROS master(管理者)、Server(服务端)、Client(客户端)。ROS Master 负责保管 Server 和 Client 注册的信息，并匹配话题相同的 Server 与 Client ，帮助 Server 与 Client 建立连接，连接建立后，Client 发送请求信息，Server 返回响应信息。

问题：参数服务器概念

参数服务器在ROS中主要用于实现不同节点之间的数据共享。参数服务器相当于是独立于所有节点的一个公共容器，可以将数据存储在该容器中，被不同的节点调用，当然不同的节点也可以往其中存储数据。

问题：参数服务器理论模型

参数服务器中涉及到三个角色：ROS Master (管理者)、Talker (参数设置者)、Listener (参数调用者)。ROS Master 作为一个公共容器保存参数，Talker 可以向容器中设置参数，Listener 可以获取参数。

问题：参数服务器实现函数

在 C++ 中实现参数服务器数据的增删改查，可以通过两套 API 实现：ros::NodeHandle和ros::param

（1）ros::NodeHandle

setParam("键",值)：设置整形、浮点、字符串、bool、列表、字典等类型参数
param(键,默认值)：存在，返回对应结果，否则返回默认值
getParam(键,存储结果的变量)：存在,返回 true,且将值赋值给参数2，若果键不存在，那么返回值为 false，且不为参数2赋值
getParamCached键,存储结果的变量)：提高变量获取效率，存在,返回 true,且将值赋值给参数2，若果键不存在，那么返回值为 false，且不为参数2赋值
getParamNames(std::vector<std::string>)：获取所有的键,并存储在参数 vector 中
hasParam(键)：是否包含某个键，存在返回 true，否则返回 false
searchParam(参数1，参数2)：搜索键，参数1是被搜索的键，参数2存储搜索结果的变量
deleteParam("键")：根据键删除参数，删除成功，返回 true，否则(参数不存在)，返回 false

（2）ros::param（参数说明与(1)类似）

set
param(键,默认值)
get
getCached
getParamNames
has
search
del("键")

3 ROS常用命令

在 ROS 同提供了一些实用的命令行工具，可以用于获取不同节点的各类信息，常用的命令如下:

rosnode（操作节点）、rostopic（操作话题）、rosservice（操作服务）、rosmsg（操作msg消息）、rossrv（操作srv消息）、rosparam（操作参数）

（1）rosnode : 操作节点

rosnode ping 测试到节点的连接状态
rosnode list 列出活动节点
rosnode info 打印节点信息
rosnode machine 列出指定设备上节点
rosnode kill 杀死某个节点
rosnode cleanup 清除不可连接的节点

（2）rostopic : 操作话题

rostopic bw 显示主题使用的带宽
rostopic delay 显示带有 header 的主题延迟
rostopic echo 打印消息到屏幕
rostopic find 根据类型查找主题
rostopic hz 显示主题的发布频率
rostopic info 显示主题相关信息
rostopic list 显示所有活动状态下的主题
rostopic pub 将数据发布到主题
rostopic type 打印主题类型

（3）rosservice : 操作服务

rosmsg show 显示消息描述
rosmsg info 显示消息信息
rosmsg list 列出所有消息
rosmsg md5 显示 md5 加密后的消息
rosmsg package 显示某个功能包下的所有消息
rosmsg packages 列出包含消息的功能包

（4）rosmsg : 操作msg消息

rosservice args 打印服务参数
rosservice call 使用提供的参数调用服务
rosservice find 按照服务类型查找服务
rosservice info 打印有关服务的信息
rosservice list 列出所有活动的服务
rosservice type 打印服务类型
rosservice uri 打印服务的 ROSRPC uri

（5）rossrv : 操作srv消息

rossrv show 显示服务消息详情
rossrv info 显示服务消息相关信息
rossrv list 列出所有服务信息
rossrv md5 显示 md5 加密后的服务消息
rossrv package 显示某个包下所有服务消息
rossrv packages 显示包含服务消息的所有包

（6）rosparam : 操作参数

rosparam set 设置参数
rosparam get 获取参数
rosparam load 从外部文件加载参数
rosparam dump 将参数写出到外部文件
rosparam delete 删除参数
rosparam list 列出所有参数

4 常见面试题

问题：roslaunch和rosrun区别？

roslaunch可以启动多个节点和包，而rosrun只能启动一个节点和包。
roslaunch可以在启动节点时设置参数，而rosrun不能。
roslaunch可以启动多个节点之间的依赖关系和顺序，而rosrun不能。

综上所述，roslaunch比rosrun更加灵活和强大，可以更好地管理ROS节点和包之间的关系。

问题：什么是ROS？

ROS（Robot Operating System）是一个开源的机器人操作系统，可以提供常见的机器人功能，如硬件抽象、底层设备控制、常用功能实现、进程间通信、程序打包、工具箱、可视化、调试等。

问题：ROS中的节点是什么？

节点是ROS中最基本的软件单元，可以是一个实际的硬件设备、一个算法、一个控制器等。节点通过ROS的通信机制进行信息交换和数据传输。

问题：ROS的消息通信机制是什么？

ROS中的消息通信机制是基于发布/订阅模式的。节点可以发布消息到某一个话题（Topic），其他节点可以订阅这个话题并接收消息。此外，ROS还支持服务（Service）和参数（Parameter）的通信方式。

问题：如何创建ROS的工作空间？

可以通过使用catkin工具来创建ROS的工作空间。具体步骤如下：

1）创建工作空间目录：mkdir -p catkin_ws/src

2）进入src目录：cd catkin_ws/src

3）创建一个包：catkin_create_pkg my_package rospy

4）回到工作空间目录：cd ..

5）编译工作空间：catkin_make

问题：ROS中常用的机器人控制库有哪些？

ROS中常用的机器人控制库包括：MoveIt、Gazebo、RViz、ROS Control等。其中，MoveIt是用于机器人运动规划和控制的库；Gazebo是一个强大的机器人仿真器；RViz是一个3D可视化工具；ROS Control是用于机器人控制的库。

问题：ROS中如何进行机器人导航？

在ROS中，可以使用Navigation Stack来进行机器人导航。Navigation Stack包括多个子系统，如地图构建、自定位、路径规划和控制等。它可以帮助机器人在未知环境中进行自主导航。

问题：ROS中如何进行机器人感知？

在ROS中，可以使用多种传感器来进行机器人感知，如激光传感器、摄像头、深度相机等。可以使用ROS中的sensor_msgs包来处理传感器数据，并使用自定义的节点来进行数据处理和分析。

问题：ROS中如何进行图像处理？

在ROS中，可以使用OpenCV等图像处理库来进行图像处理。可以使用ROS的图像传输机制将摄像头、深度相机等设备捕获的图像数据传输到ROS节点中，并使用OpenCV等库进行图像处理和分析。

问题：如何调试ROS程序？

可以使用ROS的调试工具来调试ROS程序，如roslaunch、rosrun、rqt等。其中，roslaunch可以启动多个节点，并设置参数；rosrun可以启动单个节点；rqt可以用于可视化调试和数据分析。

问题：如何使用ROS开发机器人控制程序？

可以使用ROS的控制库和机器人模型库来开发机器人控制程序。可以使用ROS Control包来进行机器人控制，使用Gazebo进行机器人仿真，使用URDF（Unified Robot Description Format）来描述机器人模型。可以使用Python、C++等编程语言进行开发。

问题：ROS中的rospy和roscpp有什么区别？

rospy是ROS的Python客户端库，而roscpp是ROS的C++客户端库。两者的功能和使用方式类似，但是语言不同。