望著天空的螞蟻: ROS 的學習記錄 #1

什麼是 ROS (Robot Operating System)，前一陣子常聽到這個名詞，不過，一直沒去研究他，只大略知道這是一套用在 Robot 開發上的平台，那時還把 ROS 當成是一套獨立運作的 OS，心想應該也是從 Linux 上分支出來的吧…….（後來才知道，完全搞錯方向）

最近剛好有個機會，能夠撥些時間來研究 ROS ，當然得捉緊機會好好學習一翻，免得接下來沒有時間，又只能望著它嘆氣了…

從 Wikipedia [ https://en.wikipedia.org/wiki/Robot_Operating_System ]上先看了一下 ROS 的歷史，原來這個平台早在 2007 就誕生了，到現在已經10年歷史了。底下列了幾個我比較在意的事項：

2009 第一篇 ROS 的論文發表 [ http://www.willowgarage.com/sites/default/files/icraoss09-ROS.pdf ] 介紹了 ROS 的特色和宗旨，同年成立了 ROS.org
2010 ROS 1.0 釋出，同年已經有許多使用 ROS 的產品（Car, Drone, Lego, PR2)

然後 ROS 相關的 conference, book, school….開始出現。

簡單了解 ROS 的起源後，接下來就要回到技術面了。

什麼是 ROS 呢？

ROS 是專門為開發 Robot 軟體而建立的一套有彈性的開發平台，此平台內含許多工具，方便開發人員能夠將複雜，規律性的工作，簡化成單純的動作，然後可以用簡化的程式進行開發。如此一來，開發者就能專心的分析以及研究 Robot 的行為，而不用花費時間在建立軟體模組間繁雜的溝通以及平台系統的建立。

而 ROS 是基於 BSD-licensed 的開源項目，可以自由使用於商業或是非常業的應用。

ROS 也是一個跨平台的環境。

由此圖上可以看出，其實 ROS 是依附在現有的作業系統之上，並不是一個獨立的作業系統，而 ROS 也針對這些作業系統提供了預編好的package，所以在安裝使用上也十分方便。（除非是想從代碼上自己編譯安裝，這個方式真的是吃了不少苦，花了不少時間....XD）

ROS 的宗旨是：

ROS 裡的基本元件：

Nodes : 執行的基本單元，概念上和軟體定義中的模組相同，而之前提到的點對點溝通模式中的點，就是 Node
Messages : Node 間溝通的方式是靠 Message 的傳輸，Message 有嚴謹的定義且內含標準的型能定義，如：integer, floating point, boolean 等。也支援 array 的型態
Topics : Node 和 Node 之前的傳輸通道就稱為 Topics ，且一個 Node 可以建立多個 Topics

Services : 也是 Node 和 Node 溝通的一種方式，不過，和 Topics 不一樣的是，Service 是一對一的溝通，不像 topics 可以多對一或是一對多

而 ROS 的架構圖大致如下：

一個完整的 ROS 系統裡，只有一個 Master，所有的 Node 都必須跟 Master 註冊，如此才能形成一個完整的運作體系，而開發者只需將複雜的系統先分門別然成許多的運作單元，再針對每個單元進行開發，後續再分別掛上 Master 且定義溝通的順序，即可完成一套複雜的運作系統。

再者，ROS.org 裡也提供了許多的 Package 可以使用，再加上 ROS 開發者社群的支持，隨時都有新的 Package 上傳，如此豐富的資源以及社群強力的支持，造就了 ROS不管是商業上或是個人應用的優勢。

後續，我會再把自己的學習過程依續的貼上，希望我的學習過程能讓想學習 ROS 的人參考，必竟我也是取之於社群，當然也希望能貢獻些許的力量。

望著天空的螞蟻