以下是您需要了解的有關(guān)開源機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS)以及如何開始創(chuàng)建第一個項目的所有內(nèi)容!2007年，兩名斯坦福大學(xué)博士生首次發(fā)布了他們的同事缺乏進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域的機(jī)會，機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS)被開發(fā)成為機(jī)器人軟件開發(fā)的分布式模塊化開源平臺。制造商，工程師，研究人員和教育工作者可以將少量或大部分模塊化庫函數(shù)用于其機(jī)器人設(shè)計和項目。共享模塊化軟件組件包的分布能力是機(jī)器人社區(qū)中ROS的主要吸引力。目前，Open Robotics社區(qū)貢獻(xiàn)了超過3,000個軟件組件包，為ROS創(chuàng)造了蓬勃發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。

盡管ROS不是Windows 10或Linux的操作系統(tǒng)，但軟件開發(fā)平臺提供了一個節(jié)點系統(tǒng)，允許在目標(biāo)的智能平臺內(nèi)進(jìn)行進(jìn)程。這些進(jìn)程間允許在機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)內(nèi)共享功能消息。ROS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)由五個組件組成：ROS主服務(wù)器，節(jié)點，發(fā)布者，訂閱者和主題。

ROS Master負(fù)責(zé)管理ROS系統(tǒng)中節(jié)點的名稱和注冊服務(wù)。ROS Master監(jiān)控發(fā)布者和訂閱者，以確保在機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)提供相關(guān)主題和服務(wù)。ROS Master還支持機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點之間的定位和通信。最后，ROS Master通常使用roscore命令啟動節(jié)點通信功能。該roscore命令用于與所述基本軟件組件加載ROS萬事達(dá)，以允許節(jié)點之間的通信。

要開始探索ROS，我們需要兩個基本部分：Ubuntu Linux發(fā)行版(版本18.04 LTS)和主機(jī)。主機(jī)可以是臺式PC，筆記本電腦，或Raspberry Pi 3或Model 3 B +。Hello World項目將說明這兩個基本部分如何創(chuàng)建一個簡單的桌面機(jī)器人系統(tǒng)。

在此示例中，Raspberry Pi 3用作主計算機(jī)。要在Raspberry Pi 3(RPi 3)上使用Ubuntu Linux，Mate版本18.04 LTS是推薦在單板計算機(jī)上安裝的發(fā)行版。

在RPi 3上安裝Linux發(fā)行版后，需要ROS發(fā)行庫。在ROS.org網(wǎng)站上有幾個稱為(ros_lib)軟件包的ROS發(fā)行版程序庫可供選擇。每個修訂級別都有新的庫包，服務(wù)和軟件錯誤更正，以改善ROS的用戶體驗。對于此項目構(gòu)建示例，ROS Melodic安裝在RPi 3上。在繼續(xù)安裝ros_lib之前，需要一個工作空間目錄。創(chuàng)建工作區(qū)目錄需要打開Linux終端。可以在ROS.org網(wǎng)站上找到創(chuàng)建工作區(qū)目錄的說明。將Melodic安裝到RPI3上所需的Linux命令如下(您可以將它們復(fù)制/傳遞到Linux終端屏幕以節(jié)省時間)ROS項目的最后階段是在RPi 3和Arduino Uno上執(zhí)行軟件代碼。

Arduino Uno將作為出版商運作，通過ROS系統(tǒng)宣傳聊天主題。要發(fā)布的主題消息是臭名昭著的hello worldtext。要運行發(fā)布者代碼，ros_lib hello worldsketch將安裝在Arduino Uno上。RPi3和Arduino Uno將通過USB串行通信共享該主題。因此，Arduino Uno和RPi3使用USB電纜相互連接

運行整個項目需要使用多個終端屏幕來啟動特定的ros_lib命令。第一個允許ROS Master監(jiān)視和管理與Arduino Uno節(jié)點通信的Linux命令是“roscore”.rcoscore命令允許將hello world發(fā)布者代碼從RPi 3發(fā)送到Arduino Uno。聊天主題封裝并將發(fā)布hello world消息發(fā)送到Linux終端屏幕?？梢孕薷淖畛醯膔os_libhello world Arduino Uno sketch(代碼)以發(fā)布新消息。雖然傳輸消息速率設(shè)置為一秒，但是發(fā)布時間可以在hello world代碼中適當(dāng)?shù)馗淖儭?/p>

ros_lib包中還提供了其他可以在Arduino Uno上進(jìn)行探索的示例。一些例子包括：閃爍LED;監(jiān)控電動按鈕;并操作伺服電機(jī)。另外，有關(guān)ROS，ros_lib，系統(tǒng)模型和使用Arduino Uno的信息可以在ROS.org網(wǎng)站上找到。