ROS入门学习笔记
一、ROS基本介绍
1、ros发展史
Ros(Robot Operating System)由斯坦福大学于2000年提出，2007年，Willow Garage（柳树车库）作为发起者，与斯坦福项目组合作，使ROS进入快速发展。
2009年发布ROS0.4版本，这是一个测试版本。之后发布多个ROS版本，如Indigo，Jade，Kinetic，hydro等十余个版本，目前常用的版本为：Indigo，Kinetic版本，每个Ros版本都有其对应的ubuntu版本，Indigo对应Ubuntu 14.04版本，kinetic对应Ubuntu16.04版本。
2、ros介绍
ros史linux系统上的一个类操作系统，连接了真正的操作系统和用户编写的程序。ros提供了类似操作系统的功能，如：硬件的抽象、底层设备的控制、常用函数的实现、进程间消息的传递、包管理。
Ros=框架+ 工具+功能+社区
3、Ros的工程结构
ros的工程结构可以告诉用户ros放置在硬盘中的什么位置，为何种结构。一个典型的ros工程如些图所示：
Catkin 是ros自有的一种编译构建系统，是对CMake的扩展，用于对ros程序的编译。src用于存放功能包package，package是Catkin编译的基本单元，编译时，系统递归查找每一个package。package包中必须包含CMakeList.txt以及package.xml。
3.1 catkin
ros环境下使用catkin_make建立工作空间，其命令为：
| $mkdir -p ~/catkin_ws/src | #创建文件夹src，用于存放ros软件包 |
|---|---|
| $cd ~/catkin_ws/ | #进入工作空间 |
| $catkin_make | (初始化工作空间) |
catkin最主要的功能：编译程序
一般情况下，写完代码后，应该有如下命令
| $cd ~/catkin_ws/ | #回到工作空间 |
|---|---|
| $catkin_make | |
| $source ~/catkin_ws/devel/setup.bash | #编译完成后source刷新环境 |
刷新环境，系统将会知道所生成的ros可执行文件的位置，否则将会导致所生成的ros可执行文件无法打开。
在工作空间下使用tree命令，显示文件结构
| $cd ~/catkin_ws |
|---|
| $sudo apt install tree |
| $tree |
初始化工作空间后，Catkin workspace目录下将会包含src（package源代码）、build（Cmake&catkin的缓存文件和中间文件）、devel（目标文件，包含头文件，动态链接库，静态链接库，可执行文件）。
3.2 package
3.2.1 package创建
创建一个package需要在catkin_ws/src下,用到catkin_create_pkg命令，用法是：
| $catkin_create_pkg package depends |
|---|
其中package是包名，depends是依赖的包名，可以依赖多个软件包。
例如，新建一个package叫做test_pkg,依赖roscpp、rospy、std_msgs(常用依赖)。
| $ catkin_create_pkg test_pkg roscpp rospy std_msgs |
|---|
3.2.2 package相关命令
rospack是对package管理的工具，命令的用法如下：
| rospack命令 | 作用 |
|---|---|
| $rospack find package_name | #查找某个pkg的地址 |
| $rospack list | #列出本地所有的pkg |
| $rospack depends [package] | #显示package的依赖包 |
| $rospack find [package] | #定位某个package |
| $rospack profile | #刷新所有package的位置记录 |
#缺省package，则默认为当前目录。
roscd命令
| roscd命令 | 作用 |
|---|---|
| $roscd package_name | #跳转到某个pkg路径下 |
rosls命令
| rosedls命令 | 作用 |
|---|---|
| $rosls package_name | #列举某个pkg下的文件信息 |
rosed命令
| rosed命令 | 作用 |
|---|---|
| $rosed package_name file_name | #编辑某个pkg中的文件 |
rosdep命令
| rosdep命令 | 作用 |
|---|---|
| $rosdep install [pkg_name] | #安装某个pkg所需要的依赖 |
3.2.3 CMakeList.txt的写法：
3.2.4 package.xml的写法
其中，通常修改的地方为：<build_depend>,<run_depend>.
4、ROS框架（通信框架）
ros采用了分布式的框架，通过点（node）对点的设计让机器人的进程可以分别运行，便于模块化的修改和定制，提高了系统的容错能力。
5、ROS工具
ros提供了许多基础性的工具，如：RViz，gazebo.
使用工具包用于仿真和调试，图形界面，数据的可视化，数据记录，开发人员面对的将是可视化界面，而不是字符串。
6、ROS功能包
ros提供了许多功能包，用于机器人的控制，规划，视觉，建图。这些功能包可在github以及ros官网上下载。
7、ROS社区
软件包的管理（apt-get），文档，教程.