ROS 2 概念速覽

• 官方文檔
• 圖（Graph）的概念
• 節(jié)點(diǎn)（Node）
• 客戶端庫(kù)（Client Libraries）
• 發(fā)現(xiàn)機(jī)制（Discovery）
• 參考

ROS2的核心概念主要有：

• 圖
• 節(jié)點(diǎn)
• 客戶端庫(kù)
• 發(fā)現(xiàn)機(jī)制

官方文檔

Quick overview of ROS 2 Concepts¹

圖（Graph）的概念

ROS 2是一個(gè)基于匿名的發(fā)布訂閱機(jī)制的中間件，允許不同的ROS進(jìn)程間進(jìn)行消息傳遞。
任何ROS 2系統(tǒng)的核心都是ROS圖（Graph），它包含：

• 節(jié)點(diǎn)Nodes：
  • 一個(gè)使用ROS與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的實(shí)體
  • 節(jié)點(diǎn)間通過(guò)topic, service,action或parameter進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸
  • 一個(gè)可執(zhí)行程序可以包括一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)
• 消息Message：
  • 當(dāng)發(fā)布或訂閱一個(gè)主題topic時(shí)使用到的ROS數(shù)據(jù)類型
• 主題Topic：
  • 節(jié)點(diǎn)可以向主題發(fā)布消息
  • 節(jié)點(diǎn)可以訂閱主題接收消息
• 發(fā)現(xiàn)Discovery：
  • 節(jié)點(diǎn)之間決定如何相互通信的過(guò)程

節(jié)點(diǎn)（Node）

• 節(jié)點(diǎn)是ROS圖的參與者
• 使用ROS客戶端庫(kù)與其他節(jié)點(diǎn)通信
• 發(fā)布主題
• 訂閱主題
• 使用服務(wù)(Service)
• 使用操作(Action)
• 節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的可配置參數(shù)
• 節(jié)點(diǎn)間的連接通過(guò)分布式發(fā)現(xiàn)過(guò)程加以建立
• 節(jié)點(diǎn)部署
  • 同進(jìn)程
  • 不同進(jìn)程
  • 不同主機(jī)

客戶端庫(kù)（Client Libraries）

ROS客戶端庫(kù)允許用不同編程語(yǔ)言編寫(xiě)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
有一個(gè)核心ROS客戶端庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了不同語(yǔ)言的ROS API所需的通用功能。
這使得面向不同語(yǔ)言的庫(kù)可以更易于編寫(xiě)，并保持一致性。

ROS2官方團(tuán)隊(duì)維護(hù)了C++和Python兩種語(yǔ)言的客戶端庫(kù)(rclcpp/rclpy)。
此外，ROS社區(qū)開(kāi)發(fā)了其他客戶端庫(kù)包括：²

• JVM and Android
• Objective C and iOS
• C#
• Swift
• Node.js
• Ada
• _.NET Core, UWP and C#
• Rust

發(fā)現(xiàn)機(jī)制（Discovery）

節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)通過(guò)ROS2的底層中間件自動(dòng)進(jìn)行，按照下述流程進(jìn)行：

Created with Rapha?l 2.3.0節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)向相同ROS domain的節(jié)點(diǎn)告知自己的存在（擁有相同的ROS_DOMAIN_ID）收到通告的節(jié)點(diǎn)回復(fù)自己的信息建立連接節(jié)點(diǎn)間得以通信廣播周期到？yes

在該流程中，節(jié)點(diǎn)會(huì)定期發(fā)布自身的存在，這樣就可以與新發(fā)現(xiàn)的實(shí)體建立連接
節(jié)點(diǎn)離線時(shí)，也會(huì)向其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通知。
節(jié)點(diǎn)只會(huì)同具有兼容的QoS³策略的節(jié)點(diǎn)建立連接。

以之前提到過(guò)的的talker-listener Demo⁴為例： 在一個(gè)終端中運(yùn)行c++ talker節(jié)點(diǎn)將發(fā)布關(guān)于一個(gè)主題的消息，而在另一個(gè)終端中運(yùn)行的Python listener節(jié)點(diǎn)將訂閱關(guān)于同一主題的消息。
可以看到，這些節(jié)點(diǎn)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)彼此，并開(kāi)始交換消息。

參考

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Quick overview of ROS 2 Concepts ??

About ROS 2 client libraries ??

Quality of Service ??

talker-listener Demo ??

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ROS2学习（四）.ROS 2 核心概念的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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