机器人操作系统入门（五）常用工具

参考资料：

https://www.icourse163.org/course/ISCAS-1002580008?tid=1003713012　　//中国大学MOOC

https://www.bilibili.com/video/av23401751　　//B站

《ROS操作系统入门讲义》PDF下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1OCja2WLDRnjYXMrpnZ3-sQ 
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第五章 常用工具

• gazebo：ROS仿真工具　　//目前最好
• rviz：可视化消息　　//呈现接收信息
• rqt：数据流可视化工具　　//直观查看消息的通信架构和流通路径
• rosbag：记录和回放ROS话题　　//不记录service
• rosbridge：沟通ROS和外界的功能包
• moveit!：开源操作软件　　//目前应用最广泛

注：gazebo——仿真；rviz、rqt——调试和可视化

1. Gazebo：提供一个虚拟的世界　　//与ROS一样，由OSRF维护

• 机器人仿真工具、模拟器，独立的开源机器人仿真平台；
• 与ROS兼容最好
• 给机器人一个逼近现实的虚拟物理环境
• 仿真一些不依赖于具体硬件的算法和场景，例如图像识别、传感器数据融合处理、路径规划、SLAM等任务

2. rviz：the robot visualization tool 机器人可视化工具　　//呈现接收到的信息

• 左侧的插件相当于一个个的subscriber，rviz接收消息，并显示

3. rqt：基于qt开发的可视化工具　　//比rviz高级一个层次

（1）rqt_graph：显示通信架构，包括当前有哪些node（椭圆形）和topic（矩形）在运行，消息的流向是怎样的　　//不显示service

（2）rqt_plot：将参数以曲线的形式绘制出来　　//有利于分析动态参数的变化态势

（3）rqt_console：配合过滤器 rqt_logger_level 进行日志的查看

4. rosbag：提高性能，并避免消息的反序列化和重新排序　　//同时提供命令行工具和代码API

• rosbag对软件包来操作（一个包是ROS用于存储ROS消息数据的文件格式），rosbag命令可以记录、回放和操作包。指令列表如下：

5. rosbridge：用于得ros系统和其他系统交互的功能包　　//“桥梁”作用

主要包含两部分：协议和实现

（1）协议protocol：提供了非ROS程序与ROS通信的具体的格式规范，规范基于JSON格式，包括订阅topic，发布message,调用server，设置参数，压缩消息等。

示例：订阅topic的格式规范

注：此规范与所用的编程语言和传输方式无关，任何可以发送JSON格式的语言和传输方式都可以rosbridge protocol进行交流，并且与ROS进行交互

（2）实现implementation：rosbridge_suite元程序包　　//实现rosbridge protocol并提供WebSocket传输层的包的集

• rosbridge_library：核心rosbridge软件包，负责获取JSON字符串并将命令发送到ROS，反过来接收处理ROS发过来的信息，将之转换为JSON字符串，并将结果转交给非ROS程序
• rosapi：通过服务调用来访问某些ROS操作，这些服务通常为ROS客户端库保留的服务，包括获取和设置参数，获取主题列表等
• rosbridge_server：提供传输层的WebSocket连接，使得浏览器可以与ROS“交谈”；roslibjs是一个浏览器的Javascript库，可以通过rosbridge_server与ROS进行交流

 （3）安装：sudo apt-get install ros--rosbridge-server

6. moveit!：在机器人上最广泛使用的开源操作软件

• moveit!的使用通过为用户提供接口来调用它，包括C++、Python、GUI三种接口
• ROS中的 move_group 节点充当整合器，整合多个独立组件，提供ROS风格的Action和Service
• move_group 通过ROS topic和action与机器人通讯，获取机器人的位置、节点等状态，获取数据再传递给机器人的控制器
• move_group 节点获取到节点状态信息或者机器人变换信息时候，会通过控制器的接口去处理这些信息，比如进行坐标转换、规划场景、3D感知
• move_group 的结构比较容易扩展，不仅具有独立的能力如抓放，运动规划，也可扩展自公共类，但实际作为独立的插件运行