Python计算机视觉和自然语言处理

第6章　机器人操作系统（ROS）

学习目标

阅读完本章之后，你将能够：

• 解释机器人操作系统（ROS）的基本概念；
• 创建并开发ROS软件包；
• 利用从传感器获得的信息来操作虚拟机器人；
• 为机器人开发并实现可工作的程序。

本章重点介绍ROS以及开发ROS软件包的各种方法，还会介绍如何基于传感器接收的信息，使用ROS操作一个虚拟机器人。

6.1　简介

为机器人开发软件不像开发其他类型的软件那么容易。为了构建机器人，需要通过一定的方法和函数来获取传感器的信息、控制机器人的部件，并与机器人连接。ROS提供了这些方法和函数，让构建虚拟机器人变得更容易。

ROS是一个与Ubuntu（Linux）兼容的框架，用来编写机器人软件。利用ROS提供的库和工具，可以构建出机器人的不同行为。这个框架最有趣的特性之一是，编写出来的代码适用于任何机器人。此外，通过ROS可以同时开发几台不同的机器，例如，如果希望用机器人摘苹果，可以用一台计算机来获取关于苹果的摄像头信息并进行处理，用另一台机器来控制机器人的动作，最后由机器人摘下苹果。通过遵循这个工作流，计算机不用执行太多计算任务，执行过程也会更为流畅。

无论是对研究者还是对公司来说，ROS都是机器人学中应用最广泛的工具。ROS正在成为机器人执行任务的标准。此外，ROS仍在不断发展，可以解决新的问题，适应不同的技术。这些特点都使得ROS是一个很好的学习和实践主题。

6.2　ROS基本概念

第一次接触ROS不是很轻松，但和其他软件一样，你需要理解ROS的工作原理，以及如何使用ROS执行某些任务。因此，在安装和使用ROS框架之前，应该先理解ROS的基本概念。下面列举了ROS函数背后的关键概念，可以帮助你理解ROS的内部过程。

• 节点（node）：ROS节点是一个负责执行任务和计算的进程。通过使用主题或者其他更复杂的工具，可以进行节点相互之间的结合。 ...