ROS1和ROS2

ROS（Robot Operating System，机器人操作系统），但 ROS 本身并不是一个操作系统，而是可以安装在现在已有的操作系统上（Linux、Windows、Mac）的软件库和工具集。
现在的 ROS 功能已经变得非常的丰富和强大。但随着对 ROS 功能上要求越来越多，一些原始的架构和设计不能够满足目前的使用需求，这也是 ROS2 出现的原因。

ROS的作用

做一个机器人需要涉及到多个部分，而且这些部分之间还要进行通信，如果想要整个机器人可以跑起来，那么必须要有一个东西将下面的几个部分合理的连接到一起，这个东西就是 ROS

感知部分：激光雷达、深度相机、IMU、里程计、碰撞感知、建图
决策部分：路径规划（navigation）算法、定位算法
控制部分：轮子驱动

ROS 和 ROS2 对比

1.
ROS 的设计目标是简化机器人的开发，ROS 为此设计了一整套通信机制（话题、服务、参数、动作）

通过这些通信机制，ROS 实现了将机器人的各个组件给的连接起来，在设计这套通信机制的时候就设计了一个叫做 ROS Master 的主节点，所有节点（可以理解为某一个组件，比如：激光雷达）的通信建立必须经过这个主节点
一旦 ROS Master 主节点挂掉后，就会造成整个系统通信的异常，ROS 的不稳定这个问题，如果是想基于 ROS 做商业化机器人（比如无人驾驶汽车），就会造成非常严重的后果
ROS 还存在以下问题：1、通信基于 TCP 实现，实时性差、系统开销大；2、对 Python3 支持不友好，需要重新编译；3、消息机制不兼容；4、没有加密机制、安全性不高

[!TIP]

网络传输可靠性对比

ROS1 是基于 TCP/IP 构建的，TCP/IP 很难在无线通信中传输数据，因为中断可能会导致回退、重传和延迟

ROS2 中的 DDS 使用 UDP 传送数据，不会尝试重新传输数据，相反，DDS 决定在不可靠的条件下何时以及如何重新传输，DDS 引入了服务质量 (QoS) 来公开这些设置，以优化可用带宽和延迟

ROS 与 ROS2 架构对比

OS 层

ROS：只支持 linux 平台

ROS2：支持 windows、mac 甚至是嵌入式 RTOS 平台
中间件层（中间件就是介于某两个或者多个节点中间的组件，提供多个节点间通信用的）

去中心化 master：ROS 和 ROS2 中间件不同之处在于，ROS2 取消了 master 节点，去中心化后，各个节点之间可以通过 DDS 的节点相互发现，各个节点都是平等的，且可以 1 对 1、1 对 n、n 对 n 进行互相通信

不造通信的轮子：通信直接更换为 DDS 进行实现，采用 DDS 通信，使得 ROS2 的实时性、可靠性和连续性上都有了增强
应用层

Python2 到 Python3 的支持

编译系统的改进（catkin 到 ament）

C++ 标准更新到 C++11

可以使用相同 API 的进程间和进程内通信

ROS2系统架构可以分为5层

操作系统层
DDS实现层
DDS接口层
ROS 2客户端层
ROS 2 应用层

什么是 DDS？

DDS（Data Distribution Service，数据分发服务），是 OMG（Object Management Group，对象管理组织）发布的分布式通信规范/协议，采用订阅发布模型，以中间件的形式提供通信服务，并提供 QoS（Quality of Service）策略，保障数据实时、高效、灵活的分发
DDS 协议大致流程是多对多的单向数据交互，通信模型为分布式结构，没有中心节点，同一个数据空间任何两个节点之间都能直接通信，DDS 采用以数据为中心的发布-订阅模型 DCPS（Data-Centric Publish-Subscribe）
分布式实时通信-DDS 概述

1.环境准备

虚拟机版本ubuntu22.02

鱼香ros2一键安装

软件 vscode / anconda

终端输入code. 打开vscode

版本管理工具 git

2.常用指令

Ctrl+Alt+T 打开终端 默认打开当前用户的主目录 用符号 ~

在liunx里面 /表示整个文件系统的根目录

ls #表示当前目录下的文件

mkdir #创建文件夹
touch #创建文件
nano / vim 文本编辑器
cat #对文件里面文本进行控制台打印输出
rm  删除文件
rm -r 递归删除

dpkg -i 包安装管理工具

编译

有g++ 和 cmake 俩种方法

环境变量

linux 里面环境变量是一种全局变量用于存储用户和系统的配置信息

ROS2机器人开发