ROS2 的基础概念

ROS是什么？

ROS： Robot Operating System

ROS本质上其实就是用于快速搭建机器人的软件库(核心是通信)和工具集。
追求的是：稳定、安全和实时的通信能力！

ROS2 系统架构

可分为5层：操作系统层、DDS实现层、DDS接口层、ROS2客户端层、应用层。

• 操作系统层：为 ROS2 提供了硬件驱动。
• DDS实现层：数据分布服务（Data Distribution Service），DDS基于实时发布订阅协议（Real-time Publish-Subscribe, RTPS）来实现数据分布。
• DDS接口层：定义了RMW（ROS Middleware Interface， ROS中间件接口），再由不同DDS进行实现，为ROS2客户端层提供统一的调用接口。
• ROS2客户端层：提供了ROS2客户端库（ROS2 Client Library，RCL），使用这些库提供的不同接口，可以完成对ROS2可信功能的调用，如话题、服务、参数和动作。
• 应用层：所有基于RCL开发的程序都属于应用层。

rclpy 是 ROS 2 中用于 Python 编程的客户端库，它是 ROS Client Library for Python 的缩写，提供了与 ROS 2 系统交互的功能，包括创建节点、发布和订阅消息、调用和提供服务等。

rosidl 是 ROS Interface Definition Language 的缩写，是 ROS 2 中用于定义和生成消息（msg）、服务（srv）和动作（action）接口的工具和格式。

ROS2 四大核心通信机制

话题（Topic）、服务（Service）、参数（Parameter）、动作（Action）

• 话题通信：是指一种发布——订阅通信模式，即发布者将消息发布（Publish）到某个话题上，订阅者订阅（Subscribe）话题即可获取消息，数据是单向传输的。
• 服务通信：服务通信是双向的，可以分为服务端和客户端，客户端发送请求（Request）到服务端，服务端处理并回复结果（Response）。
• 参数通信：用于机器人的参数（Parameter）设定和读取。
• 动作通信：与服务通信相似，但是服务端可以反馈处理进度并可以随时取消，通常用于复杂的机器人行为。