ros2修改qos

1 ROS简介

• ROS系统是为了解决机器人开发过程中“重复造轮子”的问题。提高机器人研发中的软件复用率。
• 每个模块可以被单独设计与编译，运行时以松耦合的方式结合在一起。
• ROS提供硬件抽象、底层驱动、消息传递、程序管理、应用原型等功能和机制。且集成了大量工具、库、协议。
• ROS在2007年诞生于斯坦福STAIR项目Morgan Quigley。

2 ROS的特点

点对点

• 节点单元
• 分布式网络
• RPC+TCP/UDP通信系统
• 多机协同

多语言支持

• 支持C++、Python、Java等编程语言
• 语言无关的接口定义

架构精简、集成度高

• 每个功能节点可以单独编译
• 集成众多开源项目
• 接口统一、提高软件复用性

组件化工具包丰富

• 3D可视化工具—— rviz
• 物理仿真环境——gazebo
• 数据记录工具——rosbag
• Qt工具箱——rqt_*



• 
  

免费且开源

• BSD许可，可修改、可复用、可商用
• 软件包数量指数级增加，良好的生态系统



• 
  

3 ROS系统实现

ROS计算图

• 节点（Node）——软件模块

• 节点管理器（ROS Master）——控制中心，提供参数管理

• 话题（Topic）——异步通信机制，传输消息（msg）

  1. Talker注册
  2. Listener注册
  3. ROS Master进行信息匹配
  4. Listener发生连接请求
  5. Talker确认连接请求
  6. 建立网络连接
  8. Talker向Listener发布数据

  

  9. 
     

• 服务（Service）——同步通信机制，传输请求/应答数据

  1. Talker注册
  2. Listener注册
  3. ROS Master进行信息匹配
  4. 建立网络连接
  6. Talker向Listener发布服务器应答数据

  

  7. 
     

• 参数通信机制

  1. Talker设置变量
  2. Listener查询参数值
  4. ROS Master向Listener发生参数值

  

  5. 
     

文件系统

• 功能包清单：记录功能包的基本信息，包括作者信息、许可信息、依赖选型、编译标志等。
• 消息类型：消息是ROS节点之间发布/订阅的通信信息，可以使用ROS系统提供的消息类型，也可以使用.msg文件在功能包msg文件下自定义类型。
• 服务类型：定义了ROS服务器/客户端通信模型下的请求与应答数据类型，可以使用ROS系统提供的服务类型，也可以使用.srv文件在功能包srv文件夹中定义。
• 代码：放置功能包节点源代码的文件夹。
• 启动文件：用于配置同时启动多个节点的描述文件

graph LR a(文件系统) --> 功能包 功能包 --> 功能包清单pack 功能包 --> 消息类型msg 功能包 --> 服务类型srv 功能包 --> 代码src和script 功能包 --> 启动文件launch 功能包 --> 其他

4 小乌龟的例程

• 安装turtlesim组件

sudo apt install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential
echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

• 运行和使用

roscore									#启动ros的master节点
rosrun turtlesim turtlesim_node			#运行小乌龟节点demo
rosrun turtlesim turtle_teleop_key		#运行键盘节点，可以通过这个节点控制小乌龟

rosnode list					#查看节点
rosnode info /turtlesim			#列举节点详细信息

rosrun rqt_graph rqt_graph			#绘制节点通信的流图
rostopic echo /turtlei/cmd_vel		#收听/turtlei/cmd_vel话题画图
rostopic info /turtle1/cmd_vel		#查看/turtlei/cmd_vel话题的详情信息
rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist "[Tab]自动补全"			#手动发布消息
rostopic pub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -r 2 "[Tab]自动补全"		#以2hz的频率持续发布消息
	
rostopic hz /turtle1/cmd_vel		#查看发生的频率
rostopic -h							#查看帮助

roslauch xtark_tutorials xtark_beginner.launch		#运行luanch文件（一次配置，一键启动所有节点）~/catkin_ws/src/xtark_tutorials/launch

5 常用工具用法

• ros话题命令行工具

rostopic list					#列出当前活动主题
rostopic bw topsic				#显示主题发表频率（带宽）
rostopic delay topic			#从话题时间搓显示话题延时
rostopic echo topic				#打印话题消息
rostopic type topic				#显示话题消息类型
rostopic pub <topic name> <topic type> [data..]	#向话题发生指定消息

• ros节点执行工具，运行某一个包的某一个节点

rosrun <package> <executable> [param]
rosrun rqt_graph rqt_graph		#绘制节点通信的流图
rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree	#可视化ROS-TF框架树，坐标系转换
rosrun rqt_console rqt_console	#显示和过滤ROS消息
rosrun rqt_plot rqt_plot		#将数值可视化显示
rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure	#可视化参数修改工具
rosrun rqt_image_view rqt_image_view	#显示摄像头画面
rosrun rviz rviz				#打开雷达图形化工具

• ros节点命令行工具

rosnode list						#获取运行节点列表
rosnode info <node name>			#获得特定节点信息
rosnode ping <node name>			#测试节点联通
rosnode kill <node name>			#终止节点

• ros数据管理工具，将ROS系统运行过程的数据录制到.bag文件中

#[Ctrl]+c退出录制
rosbag recode -a				#录制所有发布的话题，存储在.bag文件内
rosbag recode -O bagname.bag /cmd_vel /odom	#录制特定话题到特定bag包中
rosbag info <bag name>			#查看bag文件信息
rosbag play <bag name>			#回放指定bag包
rosbag play -r 2 <bag name>		#以2Hz频率回放bag包
rosbag play -s 2 <bag name>		#从某一时间节点播放bag包

• 其他工具

#ros master启动（必须要运行的）
roscore		

#软件包路径切换
roscd xtark_driver				#你不知道软件包在哪里，但是你可以通过这个目录切换

#ros软件包管理工具
rospack list					#输出当前ros所有软件包信息
rospack depends1 xtark_driver	#显示当前包的一级依赖
rospack depends xtark_driver	#显示当前包的所有依赖
rospack profile					#刷新当前ros软件包索引（重要）

|command| -h						#输出命令使用帮助