免费网站怎么赚钱,天津seo渠道代理,网站推广名词解释,关键词优化的主要工具前言本来是要写一篇STM32移植ROS的一个小lib库#xff0c;ROS一般都是需要跑在Linux上的#xff0c;STM32使用就是当成一个ROS通讯的小节点#xff0c;但是写文章时间不够#xff0c;所以就简单做一篇ROS的介绍文章#xff0c;分享给嵌入式的小伙伴们。ROS现在在机器人领域…前言 本来是要写一篇STM32移植ROS的一个小lib库ROS一般都是需要跑在Linux上的STM32使用就是当成一个ROS通讯的小节点但是写文章时间不够所以就简单做一篇ROS的介绍文章分享给嵌入式的小伙伴们。ROS现在在机器人领域会有比较多的应用学习的人群也逐渐增多甚至会有专门的ROS岗位进行招聘并且普遍工资要比一般的嵌入式开发高一些。今天给大家分享一下希望大家可以一起学习进步哈。作者良知犹存转载授权以及围观欢迎添加微信公众号羽林君ROS是什么 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。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1.基于服务的同步RPC(远程过程调用)通讯2.基于Topic的异步数据流通讯还有参数服务器上的数据存储。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“轻便”ROS是设计得尽可能方便简易。您不必替换主框架与系统因为ROS编写的代码可以用于其他机器人软件框架中。毫无疑问的ROS更易于集成与其他机器人软件框架。事实上ROS已完成与OpenRAVE、Orocos和Player的整合。ROS-agnostic库【agnostic不可知论】建议的开发模型是使用clear的函数接口书写ROS-agnostic库。语言独立性ROS框架很容易在任何编程语言中执行。我们已经能在Python和C中顺利运行同时添加有Lisp、Octave和Java语言库。测试简单ROS有一个内建的单元/组合集测试框架称为“rostest”。这使得集成调试和分解调试很容易。扩展性ROS适合于大型实时系统与大型的系统开发项目 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。 ROS通信接口正在成为机器人软件互操作的事实标准也就是 说绝大部分最新的硬件驱动和最前沿的算法实现都可以在 ROS中找到。例如在ROS的官方网页 上有着大量的开源软 件库这些软件使用ROS通用接口从而避免为了集成它们而 重新开发新的接口程序ROS可以做什么 当我们希望稍微提高一下机器人复杂度的时候就会发现另一个需要考虑的问题进程间通信。在我们用Windows RTX的时候进程间通信使用RTX提供的shared memory不过都是比较慢的图像处理进程向shared memory中写数据决策和运动控制进程读数据。shared memory显然并不是很好的通信方式这里不再多加讨论。ROS则使用了一个很好的通信架构并且是ROS整个框架的一个基础(不论是对于ROS中的topicservicepluginactionlib等基础概念还是rviznavigation package等功能包。 ROS为开发者提供了一系列非常有用的工具可以大大提高我们开发的效率。rqt_plot可以实时绘制当前任意Topic的数值曲线rqt_graph可以绘制出各节点之间的连接状态和正在使用的Topic等TFTF是Transform的简写利用它我们可以实时知道各连杆坐标系的位姿也可以求出两个坐标系的相对位置。Rviz超强大的3D可视化工具可以显示机器人模型、3D电影、各种文字图标、也可以很方便二次开发 除了ROS本身之外世界上已经有很多非常优秀的机器人开源项目但是ROS正逐渐将它们一一囊括在自己的范畴里所以你可以在ROS里面很容易的使用这些开源项目(这部分项目介绍文字摘自公众号【Nao】 一位交大的算法博士的公众号)OROCOS这个开源项目主要侧重于机器人底层控制器的设计包括用于计算串联机械臂运动学数值解的KDL、贝叶斯滤波、实时控制等功能。OpenRave这是在ROS之前最多人用来做运动规划的平台ROS已经将其中的ikfast(计算串联机械臂运动学解析解)等功能吸收。Player一款优秀的二维仿真平台可以用于平面移动机器人的仿真现在在ROS里可以直接使用。OpenCV大名鼎鼎的机器视觉开源项目ROS提供了cv_bridge可以将OpenCV的图片与ROS的图片格式相互转换。OMPL现在最著名的运动规划开源项目已经成了MoveIt的一部分。Visp一个开源视觉伺服项目已经跟ROS完美整合。Gazebo一款优秀的开源仿真平台可以实现动力学仿真、传感器仿真等也已被ROS吸收。当然除了吸收别的优秀开源项目ROS自己也发展出许多非常优秀的项目和库。ORK一个物体识别与位姿估计开源库包含LineMod等算法但实际使用效果还不是太理想。下图是LineMod识别效果PCL一个开源点云处理库原本是从ROS中发展起来的后来由于太受欢迎为了让非ROS用户也能用就单独立了一个PCL的项目。Gmapping这其实是在OpenSlam项目继承过来的(后来发展和改动较大)利用gmapping可以实现laser-based SLAM快速建立室内二维地图,下图就是gmapping建立二维地图Localization基于扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)的机器人定位算法可以融合各种传感器的定位信息获得较为准确的定位效果。robot_localization示意图Navigation基于Dijkstra、A*算法(全局规划器)和动态窗口法DWA(局部规划器)的移动机器人路径规划模块可以在二维地图上实现机器人导航。MoveIt这个是专注于移动机械臂运动规划的模块运动规划.当然除了这些最先进算法外ROS还有各种机器人、传感器驱动等内容。ROS怎么学 Nao作者 首先ROS版本定期更新、主要模块有专人维护、问答区活跃、各mail lists也非常活跃、开发者非常热衷交流分享。如果深入到ROS社区可以学到很多东西。 ROS的基本架构和开发方式。我个人是强烈推荐直接看ROS官网上的教程ROS/Tutorials的Beginner Level(多看几遍)同时充分使用ROS的问答社区ROS Answers与各模块的Mail Lists很多基础问题可能前人都遇到过。 其次在了解ROS的基本架构与开发方式后就可以有针对性地看自己所关心的部分了。如做移动机器人的同学就去看Navigation教程做物体识别的就去看ORK教程做运动规划的就去看MoveIt教程。这一步最好能跟有实际机器人练手(如果没有的话就用gazebo仿真)。由于一些模块的教程不够清楚(如MoveIt)一定要多练习甚至是去看部分源码先保证自己会用ROS实现一些功能。 对于ROS与实际机器人的连接建议仔细看看action(编写机器人驱动package)、URDF(机器人描述文件)的教程(或者ros_control)。我为SDA5F机器人编写了URDF文件并修改了motoman_driver中的action使得在ROS环境中用MoveIt规划控制双臂机器人运动。 最后就是进阶阶段了。我要强调一句“ROS只是一个工具你会用ROS做SLAM并不能说明你会做SLAM。对于自己研究的内容必须沉下心去看教材和论文去理解每种算法背后的原理知道如何调整算法参数、如何改进算法最终能够自己编写某部分代码并替换ROS的相应模块(如自己写运动学正逆解替代KDL等)。做研究交流非常重要。如果你改进ROS某一算法后最好能与package的原作者交流将自己的修改merge到原项目中在交流中提高自己与package的水平。当然如果对算法有疑问也可以直接咨询作者ROS里的贡献者大都非常愿意分享和交流。 此外除了一个好的学习平台我们还需要一个趁手的使用工具推荐TurtleBot TurtleBot可以说是ROS中最为重要的机器人之一它伴随ROS一同成长一直都作为ROS开发前沿的机器人几乎每个版本的ROS测试都会以TurtleBot为主包括ROS2也率先在TurtleBot上进行了大量测试。 所以TurtleBot是ROS支持度最好的机器人之一可以在ROS社区中获得大量关于TurtleBot的相关资源很多功能包都能直接复用到我们自己的移动机器人平台上绝对是使用ROS开发移动机器人的重要资源。并且TurtleBot相关的国内支持平台创客制造网站也提供了许多详细资料。这就是我分享的ROS最近也有在用ROS以及更加深入的学习ROS有些资料大家可以添加我微信我可以分享给大家。此外如果大家有什么更好的思路也欢迎分享交流哈。—END—推荐阅读【1】cnullptr(空指针常量)、constexpr(常量表达式)【2】嵌入式底层开发的软件框架简述 必读【3】CPU中的程序是怎么运行起来的【4】C的匿名函数(lambda表达式)【5】阶段性文章总结分析本公众号全部原创干货已整理成一个目录回复[ 资源 ]即可获得.
