【ROS研究ノート3】ROSのアーキテクチャ

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【ROS研究ノート3】ROSのアーキテクチャ

冒頭に書かれているこの一連のメモは、AutoLabor のチュートリアルを参照しています。具体的なプロジェクトのアドレスはここに

ゼロ。

システムアーキテクチャの観点から、ROS は 3 つの層に分けることができます。

OS レイヤーは、古典的な意味でのオペレーティングシステムです。

ROSは単なるメタオペレーティングシステムであり、実際のオペレーティングシステムに依存する必要があります.現在、互換性が優れているのはLinux Ubuntuです
中間層は、次のような ROS によってカプセル化されたロボット開発用のミドルウェアです。
- TCP/UDP 連続カプセル化に基づく TCPROS/UDPROS 通信システム
- プロセス間通信 Nodelet に使用され、リアルタイムのデータ転送をサポートします
- さらに、データ型定義、座標変換、モーション制御など、多数のロボット開発および実装ライブラリも提供します。
アプリケーション層

機能パック、および機能パック内のノード。

独自の構造の観点から、ROS は 3 つの層に分けることができます。

システムファイル

ROS ファイルシステムレベルは、ディスク上で表示される ROS ソースコードの編成を指します。
計算グラフ

ROS 分散システムのさまざまなプロセスはデータと対話する必要があります. 計算グラフはデータ対話プロセスをポイントツーポイントネットワークの形式で表すことができます. 計算グラフの重要な概念: ノード (ノード), メッセージ (メッセージ) ）、通信メカニズム - トピック（トピック）、通信メカニズム - サービス（サービス）

1. ROS システムファイル

ROS ファイルシステムレベルは、ハードディスク上の ROS ソースコードの編成形式を指し、その構造は図に大まかに示すことができます。

WorkSpace --- 自定义的工作空间

    |--- build:编译空间，用于存放CMake和catkin的缓存信息、配置信息和其他中间文件。

    |--- devel:开发空间，用于存放编译后生成的目标文件，包括头文件、动态&静态链接库、可执行文件等。

    |--- src: 源码

        |-- package：功能包(ROS基本单元)包含多个节点、库与配置文件，包名所有字母小写，只能由字母、数字与下划线组成

            |-- CMakeLists.txt 配置编译规则，比如源文件、依赖项、目标文件

            |-- package.xml 包信息，比如:包名、版本、作者、依赖项...(以前版本是 manifest.xml)

            |-- scripts 存储python文件

            |-- src 存储C++源文件

            |-- include 头文件

            |-- msg 消息通信格式文件

            |-- srv 服务通信格式文件

            |-- action 动作格式文件

            |-- launch 可一次性运行多个节点 

            |-- config 配置信息

        |-- CMakeLists.txt: 编译的基本配置

1、package.xml

このファイルは、パッケージ名、バージョン番号、作成者、メンテナー、他の catkin パッケージへの依存関係など、パッケージに関するプロパティを定義します。

2、CMakeLists.txt

ファイルは、CMakeLists.txtパッケージをビルドするために CMake ビルドシステムに入力されます。CMake 互換パッケージには、CMakeLists.txtコードのビルド方法とインストール先を記述した 1 つ以上のファイルが含まれています。

二、ROSファイルシステム関連コマンド

ROSのファイルシステムは本質的にオペレーティングシステムファイルです. これらのファイルを操作するためにLinuxコマンドを使用できます. しかし, ROSでより便利にするために, ROSはいくつかのLinuxライクなコマンドを提供しています. これらのコマンドはネイティブのLinuxコマンドよりも優れています. , 詳細簡潔で効率的。ファイル操作は、追加、削除、チェック、修正、実行などの操作に過ぎません. 次に、ROSファイルシステムの一般的なコマンドをこの5つの側面からいくつか紹介します.

1.増やす

catkin_create_pkg  自定义包名 依赖包  #创建新的ROS功能包
sudo apt install xxx				#安装ROS功能包

2.削除

sudo apt purge xxx   #删除某个功能包

3. チェック

rospack list		#列出所有的功能包
rospack find 包名		#查找某个功能包是否存在，如果存在返回安装路径
roscd 包名			#进入某个功能包
rosls 包名			#列出某个包下的文件
apt search xxx		#搜索某个功能包

4.変更

rosed 包名 文件名 #修改功能包文件

5.実行

roscore		#roscore是ROS系统先决条件节点和程序的集合，必须运行roscore才能使ROS节点进行通信
roscore -p xxxx		#可以指定端口号

ロスコアが始まります

ロスマスター
rosパラメータサーバー
rosout ログノード

rosrun 包名 可执行文件名	#运行指定的ROS节点
roslaunch 包名 launch文件名	#执行某个包下的launch文件

3.ROS計算図

ROS には便利なツールが用意されています。rqt_graph

rqt_graph現在のシステム操作を示す計算グラフを作成する機能。ROS 分散システムのさまざまなプロセスはデータと対話する必要があり、計算グラフはポイントツーポイントネットワークの形でデータ対話のプロセスを表すことができます。

1. 計算グラフのインストール

初期段階ですべての機能パッケージ（パッケージ）がインストールされている場合は、ターミナルウィンドウに直接入力します。

rosrun rqt_graph rqt_graph

それだけです。インストールされていない場合は、ターミナルに入力します

$ sudo apt install ros-<distro>-rqt
$ sudo apt install ros-<distro>-rqt-common-plugins

ROS のバージョン名に置き換えてください (例: kinetic、melodic、noetic など)。

たとえば、現在のバージョンは Noetic です。ターミナルウィンドウに入力するだけです

$ sudo apt install ros-noetic-rqt
$ sudo apt install ros-noetic-rqt-common-plugins

2. 計算グラフの使用

ros プログラムをスムーズに実行するときに直接使用します。

rosrun rqt_graph rqt_graph

計算グラフが表示されます。
小さなカメの動きを制御する例を考えてみましょう

4. 参照

http://www.autolabor.com.cn/book/ROSTutorials/chapter1/15-ben-zhang-xiao-jie.html