机器人操作系统

为机器人软件开发所设计的电脑操作系统架构

ROS（机器人操作系统，Robot Operating System），是专为机器人软件开发所设计出来的一套电脑操作系统架构。它是一个开源的元级操作系统（后操作系统），提供类似于操作系统的服务，包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间消息传递、程序发行包管理，它也提供一些工具和库用于获取、建立、编写和执行多机融合的程序。

简介

ROS的运行架构是一种使用ROS通信模块实现模块间P2P的松耦合的网络连接的处理架构，它执行若干种类型的通讯，包括：

发展目标

ROS的首要设计目标是在机器人研发领域提高代码复用率。ROS是一种分布式处理框架（又名Nodes）。这使可执行文件能被单独设计，并且在运行时松散耦合。这些过程可以封装到数据包（Packages）和堆栈（Stacks）中，以便于共享和分发。ROS还支持代码库的联合系统。使得协作亦能被分发。这种从文件系统级别到社区一级的设计让独立地决定发展和实施工作成为可能。上述所有功能都能由ROS的基础工具实现。

为了实现“共享与协作”这一首要目标，人们制订了ROS架构中的其他支援性目标：

行业展望

随着机器人产业链的深入发展，越来越多的科技巨头认同“机器人产业发展将遵循PC发展轨迹”这一观点，而在PC普及及标准化的过程中，体验良好、操作简单的操作系统的出现扮演了重要角色。

从该方面来看，TuringOS的发布对推动机器人产业发展及普及而言意义重大，或许，这只是图灵机器人实现“智能机器人走进每个家庭”的第一步。

ROS

Filesystem Level

文件系统层概念就是你在碟片里面遇到的资源，例如：

Computation Graph

Computation Graph Level（计算图）就是用ROS的P2P（peer-to-peer网络传输协议）网络集中处理所有的数据。基本的Computation Graph的概念包括Node， Master， Parameter Server，messages, services, topics，和bags，以上所有的这些都以不同的方式给Graph传输数据。

Nodes: Nodes（节点）是一系列运行中的程序。ROS被设计成在一定颗粒度下的模块化系统。一个机器人控制系统通常包含许多Nodes。比如一个Node控制激光雷达，一个Node控制车轮马达，一个Node处理定位，一个Node执行路径规划，另外一个提供图形化界面等等。一个ROS节点是由Libraries ROS client library写成的, 例如 roscpp和rospy。

Master: ROS Master 提供了登记列表和对其他计算图的查找。没有Master，节点将无法找到其他节点，交换消息或调用服务。

Server Parameter Server: 参数服务器使数据按照钥匙的方式存储。参数服务器是主持的组成部分。

Messages:节点之间通过messages来传递消息。一个message是一个简单的数据结构，包含一些归类定义的区。支持标准的原始数据类型（整数、浮点数、布尔数，等）和原始数组类型。message可以包含任意的嵌套结构和数组（很类似于C语言的结构structs）

Topics: Messages以一种发布/订阅的方式传递。一个node可以在一个给定的topic中发布消息。Topic是一个name被用于描述消息内容。一个node针对某个topic关注与订阅特定类型的数据。可能同时有多个node发布或者订阅同一个topic的消息；也可能有一个node同时发布或订阅多个topic。总体上，发布者和订阅者不了解彼此的存在。主要的概念在于将信息的发布者和需求者解耦、分离。逻辑上，topic可以看作是一个严格规范化的消息bus。每个bus有一个名字，每个node都可以连接到bus发送和接受符合标准类型的消息。

Services:发布/订阅模型是很灵活的通讯模式，但是多对多，单向传输对于分布式系统中经常需要的“请求/回应”式的交互来说并不合适。因此，“请求/回应” 是通过services来实现的。这种通讯的定义是一种成对的消息：一个用于请求，一个用于回应。假设一个节点提供了一个服务提供下一个name和客户使用服务发送请求消息并等待答复。ROS的客户库通常以一种远程调用的方式提供这样的交互。

Bags: Bags是一种格式，用于存储和播放ROS消息。对于储存数据来说Bags是一种很重要的机制。例如传感器数据很难收集但却是开发与测试中必须的。

在ROS的计算图中，ROS的Master以一个name service的方式工作。它给ROS的节点存储了topics和service的注册信息。Nodes 与Master通信从而报告它们的注册信息。当这些节点与master通信的时候，它们可以接收关于其他以注册节点的信息并且建立与其它以注册节点之间的联系。当这些注册信息改变时Master也会回馈这些节点，同时允许节点动态创建与新节点之间的连接。

节点之间的连接是直接的； Master仅仅提供了查询信息，就像一个DNS服务器。节点订阅一个topic将会要求建立一个与发布该topics的节点的连接，并且将会在同意连接协议的基础上建立该连接。ROS里面使用最广的连接协议是TCPROS，这个协议使用标准的TCP/IP 接口。

这样的架构允许解耦操作（decoupled operation），通过这种方式大型或是更为复杂的系统得以建立，其中names方式是一种行之有效的手段。names方式在ROS系统中扮演极为重要的角色： topics, services, and parameters 都有各自的names。每一个ROS客户端库都支持重命名，这等同于，每一个编译成功的程序能够以另一种形似【名字】运行。

激光测距仪启动另外一个hokuyo_node。

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