机器人程序设计——之如何正确入门ROS | 硬创公开课(附视频/PPT)【转】

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虽然学习ROS无须难,而也不 有小伙伴遇到的什么的问题在于对于Linux蒸不烂 悉。你这个 没法边用边学了,遇到什么的问题也要善用搜索,基本上那先 什么的问题都能在搜索中找到答案。教程推荐你这个 个多多版本,5个 多多是英文版本,5个 多多中文版本。书一段话,推荐《鸟哥的Linux私房菜》吧!

A:据我所知,自动驾驶领域时候 大企业也是用ROS开发的,它的最终产品不一定是基于ROS,时候 研发阶段我相信是会用到的,据所了解虽然有时候 是在用的。

入门一段话,首很难了解这四点:设计思想,核心概念,核心模块,核心工具

ROS和Android一样是开源的,功能上也是相差无几,它可不都要提供硬件抽象,底层设备控制,常用功能实现,系统进程间消息以及数据包管理。其独特之位于于,太少再可以支持多种语言,如C++、Python、Octave和LISP,甚至支持多种语言混合使用,这可不都要繁复开发者的工作。肯能它是基于Linux的系统,其可靠性也会更高,体积可不都要做到更小,适合嵌入式设备。

115期:机器人系统进程设计之怎样正确入门ROS | 硬创公开课 - 腾讯视频

为社 学

节点之间通过topic机制进行通信,topic机制是5个 多多一对多的Publish/Subscribe 模式: 同5个 多多话题也可不都要有也不 有个订阅者,它的底层传输依靠的是TCP/IP,也可不都也不 UDP。topic具体传输的message,具有一定的类型和数据形态,包括ROS提供的标准类型,和用户自定义类型。

为那先 使用ROS呢?我总结了下,ROS有四大优点:1、松散耦合的机制方便机器人软件框架的组织;2、最宽裕的机器人功能库,方便快速搭建原型;3、非常便利的数据记录、分析、仿真工具,方便调试;4、学界和产业界的标准,方便学习和交流。 使用一段话总结,使用ROS,太少再可以方便没法快了 了 地搭建好机器人原型。当然,它的性能都有最优的,时候 这四条优点足以保障它在机器人操作系统上方的地位。

ROS和ROS2.0该学习哪个呢?

首先,目前机器人开发,软件开发的比重没法大,而软件开发的时候软件框架的选泽,是软件下发中5个 多多重要的决策,直接决定了软件开发的直接下行传输速率 ,以及后续功能的实现程度。

时候 ,ROS比较好的时候 是使用了BSD许可证,这是5个 多多非常宽松的开放许可证,允许在商业和闭源产品使用,这对于开发产品的创业公司是比较重要的时候 。

嘉宾介绍:

那先 是ROS?这是个老生常谈的什么的问题,这里用官网的定义来解释一下。ROS是5个 多多适用于机器人的开源的元操作系统。它都有5个 多多真正的操作系统,但它提供了操作系统应用的服务,包括硬件抽象,底层设备控制,常用函数的实现,系统进程间消息传递,以及包管理。它也提供用于获取、 编译、编写、和跨计算机运行代码所需的工具和库函数。 它主要采用的是松耦合点对点系统进程网络,目前主要支持的还是Ubuntu系统,Mac OS X支持,Windows目前有测试版本,但支持的无须很好,不推荐。

ROS log系统记录软件运行相关信息,便于时候的调试。

百度文库-信息提示

这是ROS当前的代码统计量,总行数肯能超过了11000万,超过2477名作者。代码语言以C++为主,63.98%的代码是用C++写的,排名第二的是python,占13.57% ,也也不 说ROS基本上都有使用这你这个 语言,可不都要实现大次责的功能。

A:目前用ROS开发都有很好实现,肯能用ROS 2.0,应该是可不都要的。肯能ROS它用在分布式系统上,5个 多多比较大的什么的问题是都要5个 多多Master,分布式系统是不都要Master的,也不 有肯能你没法用ROS一段话,都有点别扭。而ROS 2.0是没法中心节点的,是没法Master的,详细分布式架构,那应该适用于多机器人的应用场景。

ROS常用命令工具包括rostopic (Topics)、rosservice (ServiCES)、rosnode (Nodes)、rosparam (Parameters)、rosmsg (Messages)、rossrv (Services)和roswtf (General debugging) ,在这里就不详细展开了。

Q:ROS未来可不都要发展成详细替代Linux和Window?

目前除了ROS,还有也不 有类似的机器人软件框架,包括Player、YARP、Orocos、CARMEN、Orca、MOOS,以及Microsoft Robotics Studio

以下内容下发自Top Liu在硬创公开课的分享。

要想学ROS,应该从哪里入手,它的先后顺序是怎样的呢?ROS由四大次责构成,第5个 多多是基础形态,那先 通讯机制是怎样实现的;第5个是工具,包括仿真工具、调试工具等;第5个 多多是体现它功能的package;第5个也不 社区,怎样去上方下载、发布代码,和时候 开发者交流学习。

对于大众学习者、普通开发者、机器人算法开发者,在2017年仍推荐使用ROS。对于软件架构的学习者、强调实时性的开发者,建议关注ROS2.0 。另外,我在知乎上对于你这个 什么的问题都有详细的回答,有兴趣的可不都要去看看。

Q&A 环节

ROS核心模块包括通信形态基础、机器人形态功能以及工具集,通信形态基础包括消息传递、记录和回放消息、远程过程调用、分布式参数系统;机器人形态功能包括标准机器人消息,机器人几何库,机器人描述语言,抢占式远程过程调用,诊断,位资估计、定位与导航;工具集包括命令式工具、可视化工具以及图形化接口。

节点是该人 独立的可执行文件,太少再可以通过话题、服务或参数,与服务器或时候 系统进程(节点)通信。ROS通过使用节点的方法 将代码和功能解耦,提高了系统容错能力和可维护性,使系统繁复。共同,节点允许了ROS系统太少再可以布置在任意多个机器上并共同运行。关于节点都要注意的事项,节点在系统中都要有唯一的名称;节点可不都要使用不同的库进行编写,如roscpp和rospy,其中roscpp基于C++,rospy基于Python。

ROS的核心概念主也不 这几次,首先是节点,时候 是节点之间的通信和话题,通信的方法 有你这个 ,5个 多多是时候讲一段话题,5个 多多是服务。没法,怎样管理ROS的那先 节点和话题之间的沟通呢?这就都要用到Master,也也不 ROS管理器,它还维持了5个 多多参数的服务。而为社 组织代码,也不 通过功能包集与功能包。

在学术研究领域,基本上机器人算法总要给出ROS版本的源系统进程。最早在10009年ROS发布的“ROS: an open source Robot Operating System” 论文,目前肯能被引用了2871次。

Master向ROS系统中时候 节点提供命名和注册服务,跟踪和记录话题的发布者和订阅者,使ROS 节点之间太少再可以相互查找。一旦节点找到了彼此,就能建立你这个 点对点的通信方法 。

ROS是最庞大的使用者群体,是事实上的机器人标准,这是麻省理工在一篇文章中给出的评论。时候 在2016年ROS大会数据显示,目前在使用操作系统做开发的人员用户超过315万,其中活跃用户美国占第一位,中国占第二位。

也不 有小伙伴会问,ROS版本没法多,该用哪5个 多多? 目前,ROS是一年推出5个 多多版本。通过下载统计,大伙儿发现现在使用最多的还是Indigo,也不 有对于初学者,建议还是使用你这个 版本,肯能这是目前使用人数最多、坑要花费的版本。而肯能Linux编程能力比较强的,可不都要使用Kinetic,它可不都要一直支持到2021年。时候 ,你在选泽Ubuntu版本时,要与ROS版本需匹配。

Q:硬件方面有那先 要求呢?

Q:您虽然ROS在目前火热的自动驾驶领域应用前景怎样?

命令行蒸不烂 悉为社 办? 有IDE

A:刚才讲了ROS它具备操作系统的形态,其中5个 多多形态也不 对于硬件的抽象,肯能你用ROS一段话,你太少再太少关注底层硬件的东西,肯能大伙儿都有按照标准来做好封装,你直接调用就OK,你主要的精力还是装入 机器人系统的设计和算法的开发上。

Q:像美国时候搞的蜂群无人机,在ROS上算是能实现?

Q:请问除了ROS还有时候 那先 常用的实时嵌入式操作系统?

没法怎样组织代码呢?这主要依靠功能包(Package) ,ROS中软件组织的基本形式,用于创建ROS系统进程。功能包涵盖源代码和功能包清单(Manifest) 。功能包清单提供关于功能包、许可信息、依赖关系、编译标志等的信息。功能包清单是5个 多多manifests.xml文件,通过你这个 文件太少再可以实现对功能包的管理。

接下来就应该运行真实的机器人、除理真实的什么的问题。有的小伙伴就会问,没法真实的机器人为社 办?当然都有方法 ,你可以在仿真环境上方运行。

A:关于机器人目前操作系统哪家强你这个 什么的问题,目前肯能形成了各个阵营,大伙儿最近会组织一场辩论。主也不 现在服务机器人用安卓的比较多。实时系统一段话,我建议无须用ROS,肯能ROS设计对象是家用移动智能机器人,当初的设计就都有针对实时控制的,不过ROS 2.0肯能加入了实时性你这个 形态,大伙儿可不都要关注一下。

我最早接触ROS是10009年在翻译《嵌入式机器类学》这本书,作者托马斯·布劳恩教授当时开发了一套RoBIOS的机器人操作系统,按照他的说法,这是最早的机器人操作系统,时候 是可不都要嵌入式应用的。当时和他沟通,他表示太少再开源,时候 售价不为社 高,当时在网上搜索,不经意间看了了ROS,Box版本,很古老的版本。

设计思想主也不 分布式架构,将机器人的功能和软件,做成5个 多多个节点,时候 每个节点通过topic进行沟通,但你那先 节点可不都要部署在同一台机器上,也可不都要部署在不同机器上,还可不都要部署在互联网上。

现在肯能有也不 有IDE了,值得一提的是你这个 RoboWare Studio是大伙儿中国团队开发的5个 多多开源IDE,目前时候推出64位版本。最近我也和RoboWare Studio的王博士交流了一下,他表示时候会推出32位版本,包括Arm集成开发环境的,时候 承诺是免费的,时候也会在适当的时候开源。

ROS用的最多的可视化工具是rqt(集成图像交互界面)和 rviz(3D 可视化工具)。

Top Liu,易科机器人实验室、(星火计划)ROS公开课联合发起人,致力于机器人技术的探索与分享,撰写各类技术文章近百篇,出版有《ROS机器人系统进程设计2》、《机器人编程实战》、《嵌入式机器类学》、《机器人与未来》。

雷锋网本期公开课面向想入手ROS却又不知从何下手的小伙伴,为大伙儿梳理好学习思路。内容包括但不限于ROS全球使用现状、核心概念、工作原理等学习重点,及仿真环境、工具库等需了解的内容。介绍了具体的学习路径及有用的资源链接。

当然,比较好的套路还是官网的那一套。首先按照官网的步骤安装ROS,你这个 过程无须轻易问什么的问题,肯能教程里讲得肯能很明白了,大神们对那先 什么的问题也会比较鄙视,通常会笑而不语。另外,建议初学者一定要认真学详细20个初级教程!时候 就此打住!那先 中级教程就无须再看了,浏览下都有啥即可,时候遇到类似什么的问题再回来看即可,你这个 时候你的重点就应该回到机器类学及虽然践上了,那20个初级教程都有可不都要在电脑上编程学习的,但不涉及机器类学。

ROS拥有也不 有第三方的核心工具的支持,肯能说Package。大伙儿比较常见的是右边这5个工具,Gazebo是5个 多多三维仿真环境,OpenCV是大伙儿非常熟悉的计算机视觉库,PCL是点云库,MoveIt!是机械臂的规划控制库,Industrial是工业上会用的库。左边有三维仿真环境,另外5个 多多其中值得一提的是MRPT,是5个 多多非常好的机器人编程工具箱。时候 ,肯能对实时控制要求比较高一段话,可不都要考虑最下边的The Orocos Project。

ROS具有非常强的数据存储/回放功能,也也不 使用bag存储topic(类似现实中的传感器数据),时候调用bag的topic数据则无须每次都有现实中运行机器人,下行传输速率 非常快。

当前大伙儿学习ROS还是以针灸学会为主,也不 有会走也不 有的弯路,目前所谓的大神们也都有原本过来的。基本上早期开发机器人大伙儿都有各干各的,甚至是防着彼此,生怕别人把大伙儿的代码、设计抄袭过去,原本虽然大伙儿也不 在重复地造轮子,进行时候 底层的无聊工作。

仿真环境由易到难主要有你这个 个多多:Turtlesim、ArbotiX、Gazebo。Turtlesim是5个 多多QT开发的2D轨迹显示界面,没法显示运动轨迹;ArbotiX是含5个 多多多差速驱动机器人的rviz模拟器,机器人运动及topic数据的3D显示,但不涵盖物理学引擎;Gazebo是功能齐全的3D物理模拟器,不过缺点是非常重,对内存和显卡要求高,慎入!

除了topic,ROS还提供另你这个 一对一的机制,也也不 Service/Client,当你都要直接与节点通信并获得应答时,将无法通过话题实现,这时都要使用该服务。

另外,ROS是你这个 分布式除理框架,开发者可不都要单独设计可执行文件。不同节点的系统进程能接收、发布各种信息(类似传感,控制,情况,规划等等)。

导语:本期公开课面向想入手ROS却又不知从何下手的小伙伴,为大伙儿梳理好学习思路。

2016年官方支持ROS的机器人超过了1000个。目前肯能有也不 有机器人公司采用了ROS系统来开发时候 应用于全新市场的产品,如ClearPath、Rethink、Unbounded、Neurala、Blue River、Big-i,最典型的也不 Willow Garage的PR2机器人。投资机构也对创业公司给予了极大的支持,仅2015年相关风险投资机构就在基于ROS操作系统的机器人公司投资了超过1.5亿美元。Nvidia、博世、高通、英特尔、宝马以及大 疆等大公司也纷纷推出ROS接口。

蒸不烂 悉Linux为社 办?

A:ROS太少再替代Linux和Window,它根本也不 两回事儿。Linux和Window是5个 多多基本的操作系统,ROS是详细针对机器人的上层架构,它可不都要依赖于Linux和Window,当然2.0刚结束了,也刚结束了独立地去工作。也不 有,我可不都要搞清楚,那先 是ROS可不都要做,那先 是它不擅长的领域。

首先,大伙儿在学校学的是指导主义,也也不 传统的教学方法 :老师讲,学生听,今天我在这儿虽然也属于你这个 模式吧,而你这个 模式的缺点在于开环或是闭环周期过长。另你这个 是建造主义,通过动手来学习,时候 你可以得到实时反馈,你学到的知识就能形成5个 多多闭环。当然,你还是要摸索出5个 多多套路,原本上手不可以比较快。

Top博士自10009年第一次接触到ROS后,便认识到其在机器人开发中的重要性,无须遗余力在国内进行推广。然而随着ROS近年来火热,在教学中也发现也不 有新伙伴对ROS的认识位于时候 误区,为了加快小伙伴们的学习下行传输速率 ,雷锋网本期公开课雷锋网邀请Top和大伙儿分享时候 被委托类学习和使用的经验和化得。