0 平台（Platform）

0.1 操作系统（operating system）

这里我使用的是虚拟机WMware，当然也可以直接安装到硬盘中。我是用的是Ubuntu 16.04，也可以使用别的版本，注意不同版本的操作系统对应不同的ROS版本，这里我安装的是Kinetic。

0.2 安装ROS

添加软件库

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

设置秘钥，为了确认源代码是正确的，并且没有人在未经所有者授权的情况下修改代码。

sudo apt-key adv --keyserver hkp://ha.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-key 421C365BD9FF1F717815A3895523BAEEB01FA116

首先升级软件，避免版本问题。

sudo apt-get update

安装ROS，这里我安装了完整版（应该不缺这点空间吧(⊙o⊙)…）

sudo apt-get install ros-kinetic-desktop-full

初始化rosdep，为了轻松地安装库和编译编译源代码时的系统依赖。

sudo rosdep init 
rosdep update

临时环境变量配置（每次在新的terminal中要重新输入）

source /opt/ros/kinetic/setup.bash

永久环境变量配置（如果有多个版本的ROS，只会配置当前使用的）

echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc 
source ~/.bashrc

安装一些工具

sudo apt-get install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential

0.3 工作空间

创建工作空间（这里使用catkin工具）

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace

编译工作空间

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cd ~/dev/catkin_ws
catkin_make

配置

source devel/setup.bash

0.4 测试

启动ROS：

roscore

运行测试（会出现一个窗口，里面有一只乌龟）

rosrun turtlesim turtlesim_node

0.5 WIKI

如果需要其他的详细信息或遇到什么问题，直接查看官方文档：
http://wiki.ros.org/kinetic/Installation/Ubuntu

1 架构和通信

1.1 架构

关于架构，在编写过一些应用之后再回来看，就会觉得清晰很多了。ROS的架构分成三个部分：

层次名称	功能
文件系统级	文件的存储结构
计算图级	节点间的通信方式（运行的程序看做是节点）
社区级	知识和代码的共享

ROS运行时的程序可以看成是一个个的节点，对应的文件存储单位为包（package），一般的包中会包含如下文件或文件夹：

文件或文件夹	功能
package.xml	提供关于包、许可证、依赖关系、编译标志等信息。如果想增加依赖集，可以修改这个文件。
CMakeLists.txt	存储编译信息。源文件、自定义消息和服务的编译相关信息。
include/	存放头文件的文件夹，可以在CMakerLists.txt设置
src/	存放源代码的文件夹
msg/	存放自定义message的文件夹
srv/	存放自定义service的文件夹

在工作空间（catkin_ws）中包含三个文件夹：

文件夹	功能
src/	存放功能包
build/	存放编译过程生成的文件
devel/	存放编译后的文件夹

1.2 通信

通信主要有两种方式消息和服务。

1.2.1 消息（msg）

消息有对应的发布者（publisher）和订阅者（Subscriber）。publisher把消息广播出去，Subscriber接收，即使一方不存在也不会出错。不过如果没有publisher则Subscriber可能会接收到错误数据。

1.2.2 服务（srv）

服务需要有对应的服务器（server）和客户端（client)。他们需要同时存在才能进行交互。

1.2.3 编写程序

创建功能包

cd ~/dev/catkin_ws/src 
catkin_create_pkg package_name std_msgs roscpp

包名后面跟着的是依赖包，这里是标准的信息定义和C++，如果在程序写到一半的时候发现需要别的依赖包，可以再package.xmk中添加。可以通过下面命令编译所有在src文件夹中的包：

catkin_make

也可以编译制定的包

catkin_make --pkg package_name

加入新的文件后需要在CMakeList.txt中做相应的修改。
消息的例子：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/WritingPublisherSubscriber
服务的例子：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/WritingServiceClient
自定义类型：http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/CreatingMsgAndSrv

2 调试工具

2.1 topics

使用topics 可以显示对应的消息信息和图像化对象。
http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/UnderstandingTopics

2.2 rqt

rqt可以用图形化显示数据和通信。
http://wiki.ros.org/rqt

2.3 rosbag

rosbag 可以将某个时间段的信息存储起来，然后可以通过回放来分析，还可以通过rqt_bag利用UI进行操作。
http://wiki.ros.org/rosbag/Commandline
http://wiki.ros.org/rqt_bag

3 建模和仿真

3.1 urdf

利用urdf文件对机器人进行建模，link定义关节模块，joint定义链接，可以加载模型文件。
http://wiki.ros.org/urdf

3.2 rviz

利用rviz进行仿真，对模型的控制需要是用对应的代码实现（publish对应的message）。
http://wiki.ros.org/rviz

3.3 xacro

使用宏优化urdf的定义，可以简化文件。
http://wiki.ros.org/xacro

3.4 roslaunch

使用launcn文件可以同时加载多个程序启动，并且设置对应的参数。
http://wiki.ros.org/roslaunch
对于很多成熟的产品，可以在git-hub上找到以上对应的所有文件。

4 实际机器人

4.1 UR (unversal robot)

可以使用官方的ur_driver和git-hub上的ur_modern_driver驱动机器人:
https://github.com/ros-industrial/universal_robot
https://github.com/ThomasTimm/ur_modern_driver

4.1.1 hardware_interface

硬件的30002和30003，通过TCP协议通信，通过read和write函数进行数据交换。

4.1.2 /ur_driver/joint_speed

通过速度接口腿机器人进行操作，只有在速度和加速度（正负符号没有作用，是个上界）都不为0时才能运行。

4.1.3 /follow_joint_trajectory

通过点集规划路径，起始点需要时当前机器人的位置，初始和结束点的速度为0，加速度没有起作用，通过插值三次曲线运行，底层通过位置命令运动。

4.1.4 /ur_driver/URScript

通过std_msgs::String类型的数据直接发送个机器人。数据格式：”movej([q0, .., qn], a=1.4, v=1.05, t=0, r=0)”。

5 常见问题及解决

http://blog.csdn.net/wuguangbin1230/article/details/77803017

机器人学总结（5）—— ROS