ros碰撞检测算法,ROS检测原理

怎么用ROS实现自己的算法

最近几年各种移动机器人开始涌现出来，不论是轮式的还是履带式的，如何让移动机器人移动都是最核心的工作。要让机器人实现环境感知、机械臂控制、导航规划等一系列功能，就需要操作系统的支持，而ROS就是最重要的软件平台之一

ROS（机器人操作系统)

现在还只是个草稿，后面会陆续更新改正，保证大家一看就会，绝对不废

只是帮助大家理解，很多知识点只是类比推理，是有错误的，哈哈，勿喷

蛮多人在学习ROS的时候，其实还是不太理解什么是ROS，为什么要去ROS，以及怎么样去学习ROS，我大二的时候开始接触到ROS，也经历过比较痛苦的一段时间，所以希望用这篇文章来帮助大家对ROS有一个较好的理解。

首先我们抛开ROS来说，如果我们要写一个程序，程序需要完成特定的功能，就拿C语言中的加法函数来说吧。我们定义了一个加法函数，输入两个整数最后返回两个整数的和，然后定义完函数以后，在main（）函数里调用这个加法函数，就可以在键盘上输入两个整数，然后计算两个整数的和了。

那么问题来了? ?如果我要在别的程序需要使用加法函数所返回的值，应该怎么做呢？

一种方式? 定义一个全局变量，将加法函数返回的值赋给这个全局变量，那么在一个工程文件下的程序都可以使用这个全局变量了，这就达到了其他程序使用这个变量的目的了

那么问题又来了，如果不是在同一个工程目录下的程序，要怎么样才能使用到这个加法函数的返回值呢？

一种方式? 将第一个程序的加法返回值写到一个文档中，然后其他程序去读这个文件，这样也可以达到使用这个数据的目的了

上面的例子，想给大家传递的知识点就是? 我们在写程序的时候，大多数人是只有一个main（）函数的，也就是只有一个可执行文件，那么问题就来了，要是不同的main()函数之间需要相互使用对方的数据，那应该怎么办呢，这就引申出了程序与程序之间到交流问题，也就是通信问题。这也是ROS里面我个人觉得必须首先要搞清楚的问题。大家先理解到这个地方，然后往下看。

开始进入主题? 到底什么是ROS,ROS就是Robot Operating System 的缩写，这大家都知道，对吧，翻译成中文也就是机器人操作系统，可是除了这个大家对操作系统是什么大家有了解过么，为什么需要操作系统，也就是操作系统能干什么，大家有简单的了解过么

操作系统（先空白，后面再填坑）

在了解操作系统以后，我们就可以开始分析我们的机器人操作系统了，话不多说，先放狗，不不不，先放图：

我们知道，操作系统本身也是一个软件，但是他的特殊之处在于能够完成对硬件的调配，而其他的应用软件，比如网易云，他如果想放歌，他需要打开播放器，是得需要操作系统去完成的，它本身没有这个能力去直接打开播放器，而是对操作系统说，大哥，能不能帮我打开一下播放器，求求你了，哈哈。

我们也知道，在win上安装了许许多多的软件，向上面的solidworks(三维制图软件)，matalab（数据计算软件） QQ(聊天软件)? ?网易云 （听歌软件） 腾讯视频（播放软件）......

那么问题又来了? 你能让你的扣扣去跟网易云说? 我想听歌，然后网易云就会打开播放么，当然你要是杠杆定理学得好，那我认了，哈哈，大多数人是应该是觉得这应该不可以，因为扣扣怎么跟网易云通信嘛，对吧。

所以我们安装在win上的各个软件只负责自己的问题，不会跟其他的软件有过多的交流。

哈哈，所以我有了一个大胆的想法，让我的电脑同时登录3个扣扣，那么这三个扣扣总该可以相互发消息了吧，没错，这就是我想要讲的东西，我只在我的电脑上安装三个软件 也就是3个扣扣软件，他们肯定是可以相互交流的。因为他们是同一类软件。

是的，ROS也是这么干的，在ROS上也安装了向扣扣这样的可执行程序，只不过在ROS中换了个说法，可执行程序叫做节点，这应该不拿理解吧。要记住在ROS上安装了许许多多的软件哦，也就是许许多多的可执行程序，也就是许许多多的节点，如果你现在理解了节点是什么了，那么恭喜你，已经迈出了一小步了，你说巧不巧，安装在ROS上的这些程序，它还可以相互通信，也就是相互交流，哈哈。

好了，理解到这一步呢就理解了节点是个什么东西了。

下面又开始了一个新的例子，我们的手机上有一个扣扣，我们需要和其他人聊天对吧，那么你知道你要和别人聊天需要先做什么么，你肯定说，登录账号加好友啊，不对的，首先要做的就是把腾讯的服务器打开，不然你登录不上去的，也就是说，腾讯的服务器不打开，你是登录不上扣扣的，只不过这一步不是我们操作的，人家的服务器他已经给我门打开了，然后我们再登录扣扣，想一下，我们在登录的时候，做了什么，对吧，大家都知道，我们也就是输入账号密码就可以登录了吧对吧，这个过程呢就是向腾讯的服务器注册自己的信息，告诉腾讯服务器，我上线了，然后腾讯服务器就把你加入到注册表中，里面包含了你的一些信息，你想要和别人连天，那么别人是不是也要跟你一样，也要先登录，过程和你的一样，所以这个时候，腾讯服务器那边是已经有了你和你想要聊天的对象的一些信息的，比如ip地址之类的东西，这样，你想发消息给你的朋友（后面再填坑）

类比一下 服务器 就相当于ROS里面的ros master

只不过这个rosmaster需要我们自己开启而已。

事实上，ros并不是一个操作系统，他并不能直接运行在硬件之上，只不过他把硬件做了一个给操作系统的接口? 和网易云一样? ?网易云大不了就使用一个喇叭呗，只不过ros使用了太多的硬件，比如激光雷达，相机，编码器，imu等等。

因此ROS本身也就是一个软件，和qq一样，运行在操作系统之上，所不同的是，在ROS上又可以安装许许多多的同类软件，这些安装在ROS上的程序(节点)之间可以按照ROS所规定的通讯机制进行相互交流通讯。比如激光雷达节点（程序）通过ROS提供的接口，让操作系统把激光数据传上来，交给建图所需要的Gmapping节点使用，然后Gmaping节点把所构建的地图给move_base节点使用，move_base节点的输入是一个速度和角度的命令，先由move_base下发给ros，然后ros下发给操作系统，然后操作系统调用硬件，在这里是电机，让电机按照ROS下发的速度的角速度进行运动.

大家应该会有一点点理解了吧

总结下? 就是ros是一个类似于win上的一个软件，但是这个软件上又安装了很多软件，在ros上安装的这些软件可以相互通信，然后可以借助ROS,去调用操作系统去调用硬件。

这就是为什么我们每次想要聊天的时候，需要先打开qq这个软件，也就是我们想要用ROS的时候，先运行roscore这个命令打开ROS了吧

接下来是?

ros中的通讯方式

ros中的一些工具

ros中的一些已经有了的功能包（算法）

慢慢写，不着急

什么是ROS机器人操作系统？ROS机器人系统具有哪些特点？

ROS的主要目标是为机器人研究和开发提供代码复用的支持。璞数技术介绍：ROS是一个分布式的进程（即“节点”）框架，这些进程被封装在易于被分享和发布的程序包和功能包中。ROS也支持一种类似于代码储存库的联合系统，这个系统也可以实现工程的协作及发布。可以使一个工程的开发和实现从文件系统到用户接口完全独立决策（不受ROS限制）。同时，所有的工程都可以被ROS的基础工具整合在一起。

ROS在某些程度上和其他常见的机器人架构有些相似之处，如：Player、Orocos、CARMEN、Orca和MicrosoftRoboticsStudio。对于简单的无机械手的移动平台来说，Player是非常不错的选择。ROS则不同，它被设计为适用于有机械臂和运动传感器的移动平台（倾角激光、云台、机械臂传感器）。与Player相比，ROS更有利于分布式计算环境。当然，Player提供了较多的硬件驱动程序，ROS则在高层架构上提供了更多的算法应用（如集成OpenCV的视觉算法）。

ros和opencv有什么区别

应用不一样。

ROS是一个机器人软件平台，它能为异质计算机集群提供类似操作系统的功能。ROS的前身是斯坦福人工智能实验室为了支持斯坦福智能机器人STAIR而建立的交换庭项目。到2008年，主要由威楼加拉吉继续该项目的研发。

OpenCV是一个基于BSD许可(开源)发行的跨平台计算机视觉和机器学习软件库，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。

三个主要ros水平是什么

模拟退火算法

ROS有三个层级的概念，分别是：文件系统级、计算图级和开源社区级

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sinolover

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ROS有三个层级的概念，分别是：文件系统级、计算图级和开源社区级。

文件系统级：ROS的内部结构、文件结构和所需的核心文件都在这一层里，理解ROS文件系统是入门ROS的基础。一个ROS程序的结构，是一些按不同功能进行区分的文件夹。一般的文件夹结构是：

工作空间文件夹（workspace）-源文件空间文件夹（src）、编译空间文件夹（build）和开发空间文件夹（devel）；

源文件空间文件夹再进一步放置功能包。

计算图级：主要是指进程之间（节点之间）的通信。ROS创建了一个连接所有进程的网络，通过这个网络节点之间完成交互，获取其他节点发布的信息。围绕计算图级和节点，一些重要的概念也随即产生：节点，节点管理器，参数服务器，消息，服务，主题（或称话题）和消息记录包，这些概念后面会逐一说明。

开源社区级：主要是指ROS资源的获取和分享。通过独立的网络社区，我们可以共享和获取知识、算法和代码，开源社区的大力支持使得ROS系统得以快速成长。

ROS机械臂开发：创建机器人URDF模型

URDF是一种使用XML格式描述的机器人模型文件

link标签

一个典型的link标签如下：

（注意长度单位是米，角度单位是弧度）

collision标签描述了碰撞属性，如下图红色框（圆柱体）所示，当进入框内时就会认为发生碰撞，这是为了加速碰撞检测做的一种简化

joint标签

每个joint连接两个link，其中的origin是相对于上一个joint的origin描述的，而上面的link标签中的origin是相对于joint坐标系表达的，也就是说在机器人运动过程中， 每个连杆的joint和link坐标系是相对静止的 ，理解这一点很重要。

robot标签

整个模型由 robot根标签 包含，一个完整的机器人模型，由一系列link和joint组成

URDF建模存在的问题

由此产生了URDF的改进版本：xacro模型文件，它具有如下优点：

常量定义

常量使用

数学计算

宏定义

宏调用

文件包含

比如传感器一个文件，机器人本体一个文件，移动底盘一个文件，用一个文件include三个文件拼在一起

以一个6轴机器人为例，下图是在rviz中加载xacro文件后的显示

包含可视化，惯性矩阵，碰撞检测三个部分

下面是在rviz中可视化该模型的launch文件，

真实的机械臂不会是这样的圆柱、方块组成的简单模型，真实场景是购买到厂商机械臂本体后，对方给你一个3D模型文件，如.stp文件，需要solidworks转成urdf导入ROS中使用。

（2）修改display.launch文件中的urdf文件路径

打开rviz后，将Fixed frame更改为base_link，点击Add，添加RobotModel