ROS入门教程：从基础到高级概念

"本文档是关于ROS (Robot Operating System) 的入门教程，涵盖了从ROS的基本概念到实际操作的多个方面，包括ROS版本要求、安装、文件系统、通信架构、常用工具以及两个ROS编程库roscpp和rospy的介绍。此外，还涉及到模拟环境Gazebo、可视化工具RViz、参数服务器、动作框架等关键组件，并提供了单元测试来检验学习成果。" ROS是一个开源操作系统，用于支持机器人的硬件抽象、低级设备控制、传感器和执行器的中间件、消息传递机制、软件包和开发工具。在开始ROS的学习之前，确保你的Gazebo版本至少为7.0，因为这是许多ROS项目所依赖的最低版本。你可以通过运行`gazebo -v`命令来检查Gazebo的版本。 教程的章节结构如下： 1. ROS简介：概述了机器人时代背景下ROS的发展历程和其核心概念，包括二进制与源码包的安装以及RoboWare Studio的配置。 2. ROS文件系统：详细介绍了Catkin编译系统，如何创建和管理工作空间，理解Package、CMakeLists.txt和package.xml等文件的作用，以及Metapackage的使用。 3. ROS通信架构：分为两部分，讲解了Node、Master、Launch文件、Topic、Msg、Service、Srv、Parameter server和Action，这些都是ROS中进行节点间通信的关键元素。 4. 常用工具：涵盖Gazebo仿真环境、RViz可视化工具、Rqt图形界面工具、Rosbag数据记录与回放功能、Rosbridge实现ROS与Web之间的通信，以及moveit!运动规划库。 5. roscpp：ROS的C++客户端库，讨论了如何创建和关闭节点、处理Topic和服务、参数服务器操作，以及时间管理和日志处理。 6. rospy：ROS的Python接口，同样介绍如何在Python中实现Topic、Service、参数和时间操作。 7. TF与URDF：TF（Transform Library）用于处理多机器人系统的坐标变换，而URDF（Unified Robot Description Format）是描述机器人结构的XML格式，两者一起帮助构建和理解机器人的几何模型。 通过这个教程，初学者可以全面了解ROS的基本框架和工作原理，同时通过单元测试加深对每个知识点的理解和应用。对于想要进入机器人领域的人来说，这是一份非常有价值的资源。