tips:本系列笔记通过学习 中国大学MOOC–【机器人操作系统】一课而形成，若有问题错误或者侵权请联系我删除。
官方教程链接：https://sychaichangkun.gitbooks.io/ros-tutorial-icourse163/content/chapter2/2.1.html

一. Node & Master

1. 概念

• Node-节点:

是最小的进程单元;
是一个可执行文件（通常为C++编译生成的可执行文件、Python脚本）；
通常一个node负责者机器人的某一个单独的功能。

• master-节点管理器:

master管理着各个node；
node首先在master处进行注册，之后master会将该node纳入整个ROS程序中；
node之间的通信也是先由master进行“牵线”；
当ROS程序启动时，第一步首先启动master，由节点管理器处理依次启动node。

2. 启动

• 启动master：

roscore

此时启动 ROS master,同时启动 rosout（负责日志输出的一个节点） 与 parameter server（参数服务器，并不是node）

• 启动node：

rosrun 包名 node名

如果节点太多，可以用launch文件启动。

• rosnode

命令	作用
rosnode list	列出当前运行的node信息
rosnode info node_name	显示出node的详细信息
rosnode fill node_name	结束node
rosnode ping	测试连接节点
rosnode machine	列出在特定机器或列表机器上运行的节点
rosnode cleanup	清除不可到达节点的注册信息

可以通过rosnode help来查看rosnode命令的用法。

3. 查看node图：

rqt_graph

例如：

如图： 节点 /hummingbird/drone_racing_node 向 话题 /passed_gate 和 话题 /crashed 发布了消息， 节点 /test_racing 订阅了这些消息

（图片来自古月居）

节点操作命令贴：https://blog.csdn.net/jx18080136806/article/details/80249517

二. launch 文件

1. 基本信息

• 用途： 一个命令能一次性启动master和多个node
• 命令：

roslaunch 包名 文件名.launch

• 特点：
• roslaunch命令首先会自动进行检测系统的roscore有没有运行，也即是确认节点管理器是否在运行状态中，如果master没有启动，那么roslaunch就会首先启动master，然后再按照launch的规则执行。 （即不用先进行roscore）

2. 格式

<launch>    <!--根标签-->
<node>    <!--需要启动的node及其参数-->
<include>    <!--包含其他launch-->
<machine>    <!--指定运行的机器-->
<env-loader>    <!--设置环境变量-->
<param>    <!--定义参数到参数服务器-->
<rosparam>    <!--启动yaml文件参数到参数服务器-->
<arg>    <!--定义变量-->
<remap>    <!--设定参数映射-->
<group>    <!--设定命名空间-->
</launch>    <!--根标签-->

三. 通信方式之topic

ROS的四种通信方式：

• Topic 主题

• Service 服务

• Parameter Service 参数服务器

• Actionlib 动作库

1. 特点及流程

特点：

1. topic通信方式是异步的，发送时调用publish()方法，发送完成立即返回，不用等待反馈。
2. subscriber通过回调函数的方式来处理消息。
3. topic可以同时有多个subscribers，也可以同时有多个publishers

流程：

1. publisher节点和subscriber节点都要到节点管理器进行注册
2. publisher会发布 topic，subscriber在master的指挥下会订阅该topic
3. 从而建立起sub-pub之间的通信
4. Subscriber接收消息会进行处理，一般被称为回调(Callback)

Callback：
提前定义好了一个处理函数（写在代码中），当有消息来就会触发这个处理函数，函数会对消息进行处理

2. 操作命令

命令	作用
rostopic list	列出当前所有的topic
rostopic info topic_name	显示属性
rostopic echo topic_name	显示内容
rostopic pub topic_name	向topic发布内容
rostopic bw topic_name	查看带宽
rostopic hz topic_name	查看频率
rostopic find topic_name	查看某类型topic
rostopic type topic_name	查看某topic类型（msg）

3. message

message: 即topic内容的数据类型，也称之为topic的格式标准

3.1 结构与类型

格式类似于描述一个“类”

std_msg/Header header
    uint32    seq
    time    stamp
    string    frame_id
uint32    height
uint32    width
string    encoding
uint8    is_bigendian
uint32    step
uint8[]    data

3.2 命令

rosmsg list	列出系统上所有msg
rosmsg show msg_name	显示某个msg内容

四. service

1. 原理

1、 包括两部分，一部分是请求方（Clinet），另一部分是应答方/服务提供方（Server）
2、 请求方（Client）就会发送一个request，要等待server处理，反馈回一个reply
3、Service通信是双向的，它不仅可以发送消息，同时还会有反馈； 是同步通信

• Node A向Node B发起了请求，Node B是server（应答方），提供了一个服务的接口，叫做/Service，（一般都会用string类型来指定service的名称），经过处理后得到了反馈。

2. 命令 rosservice

rosservice list 	显示服务列表
rosservice info 	打印服务信息
rosservice type 	打印服务类型
rosservice uri 	打印服务ROSRPC uri
rosservice find 	按服务类型查找服务
rosservice call 	使用所提供的args调用服务
rosservice args 	打印服务参数

3. srv

3.1 含义

• srv文件是用来描述服务service数据类型，service通信的数据格式定义在*.srv中。
• 包括请求(request)和响应（reply）两部分
• 类似msg文件

3.2 操作命令 rossrv

rossrv show 	显示服务描述
rossrv list 	列出所有服务
rossrv md5 	显示服务md5sum
rossrv package 	列出包中的服务
rossrv packages 	列出包含服务的包

五. parameter server 参数服务器

1. 含义与特点

• 参数服务器是节点存储参数的地方、用于配置参数，全局共享参数。参数服务器使用互联网传输，在节点管理器中运行，实现整个通信过程。
• 别于topic和service，它更加的静态。参数服务器维护着一个数据字典，字典里存储着各种参数和配置。

2. 维护方式

2.1 命令行维护

rosparam set param_key param_value 	设置参数
rosparam get param_key 	                            显示参数
rosparam load file_name 	                            从文件加载参数
rosparam dump file_name 	                       保存参数到文件
rosparam delete 	                                                 删除参数
rosparam list 	                                                    列出参数名称

2.2 launch 文件内读写

2.3 node源码

六. Action

（由于自己没有用到，不放太多）

• Actionlib是ROS中一个库，类似service通信机制，actionlib也是一种请求响应机制的通信方式。
• 主要弥补了service通信的一个不足，即当机器人执行一个长时间的任务时，假如利用service通信方式，那么publisher会很长时间接受不到反馈的reply，致使通信受阻。当service通信不能很好的完成任务时候，actionlib则可以比较适合实现长时间的通信过程，actionlib通信过程可以随时被查看过程进度，也可以终止请求。
• 双向的通信模式，双方在ROS Action Protocol下通过消息进行数据的交流通信。
• 规范文件的后缀名是.action