ROS机器人操作系统发展与版本历程
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更新于2024-08-06
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"ROS发展历程-非线性系统习题解(有目录)by hassan k. khalil"
ROS,即Robot Operating System(机器人操作系统),是一个开源操作系统,专为机器人设备和软件应用程序设计,旨在促进机器人研究和开发。ROS的诞生源于21世纪初对人工智能的深入探索,尤其是斯坦福大学人工智能实验室的STAIR项目,它孕育了灵活的机器人软件系统原型。2007年,Willow Garage公司与STAIR项目合作,进一步发展和完善了这些概念,推动了ROS的诞生。
ROS1.0版本在2010年发布,基于PR2机器人进行开发,包含了大量基础软件包,为机器人技术研究提供了一个通用平台。从那时起,ROS经历了频繁的版本迭代,如Jade、Indigo、Kinetic和Lunar等,其中Kinetic和Indigo作为Long Term Support(LTS)版本,被广大用户广泛采用。
ROS的核心组件包括Node、Master、Topic、Msg、Service、Parameter Server、Action等,它们共同构建了ROS的通信架构。Node是ROS中的基本执行单元,Master负责节点的注册和发现。Topic是数据流的通道,Msg定义了通过Topic传递的数据结构。Service允许请求-响应通信模式,Srv定义了服务的接口。Parameter Server存储全局参数,而Action则支持更复杂的异步任务处理。
ROS的软件开发采用Catkin作为构建系统,管理Package、CMakeLists.txt和package.xml等文件,使得代码组织和编译更加规范。此外,还有像Catkin工作空间、Metapackage、RoboWare Studio等工具,为开发者提供了便利的开发环境。同时,ROS还提供了Gazebo模拟器、RViz可视化工具、Rqt图形界面工具、Rosbag数据记录和回放功能、Rosbridge实现ROS与Web之间的通信,以及moveit!用于高级运动规划。
在编程接口方面,ROS提供了roscpp和rospy两个主要的客户端库。roscpp面向C++开发者,提供了NodeHandle、Topic、Service、Param和时间管理等功能。rospy则更适合Python程序员,同样支持Topic、Service、Param操作,以及时间处理和日志记录。
ROS的TF(Transform Tree)系统是处理多传感器和机器人部件之间坐标变换的关键组件,它允许在不同坐标系间进行高效且准确的转换。URDF(Unified Robot Description Format)是ROS中描述机器人结构的标准格式,它可以包含机器人模型的几何、关节和传感器信息,便于在不同模块间共享和理解机器人模型。
通过学习ROS,开发者能够构建复杂的机器人系统,利用各种工具和通信机制实现机器人感知、决策和行动。随着ROS的不断进化,它已成为机器人技术领域的事实标准,为全球的研究者和工程师提供了强大的平台和丰富的资源。
2021-04-03 上传
2020-07-11 上传
2023-06-09 上传
2023-07-27 上传
2023-06-11 上传
2023-05-10 上传
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2023-03-26 上传
2023-05-28 上传
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羊牮
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