1.1　ROS簡介

可能很多初學者聽到機器人操作系統，就被“操作系統”幾個字嚇住了。其實簡單點說，ROS就是一個分布式的通信框架，幫助程序進程之間更方便地通信。一個機器人通常包含多個部件，每個部件都有配套的控制程序，以實現機器人的運動與視聽功能等。那么要協調一個機器人中的這些部件，或者協調由多個機器人組成的機器人集群，怎么辦呢？這時就需要讓分散的部件能夠互相通信，在多機器人集群中，這些分散的部件還分散在不同的機器人上。解決這種分布式通信問題正是ROS的設計初衷。隨著越來越多的人參與ROS開發及源碼貢獻，社區涌現出大量的第三方工具和實用開源軟件包，使ROS變成現在的樣子。

一個經常讓初學者困惑的地方是，學會了ROS就是學會機器人開發了嗎？當然不是，嚴格意義上講ROS只是一套通信框架而已，機器人中的各種算法和應用程序依然是用C++、Python等常見編程語言進行開發的。

1.1.1　ROS的性能特色

在正式學習ROS之前，先介紹ROS的幾個特性，即元操作系統、分布式通信機制、松耦合軟件框架、豐富的開源功能庫等，來幫大家建立一些感性的認識。

ROS是一個機器人領域的元操作系統。也就是說，它并不是真正意義上的操作系統，其底層的任務調度、編譯、設備驅動等還是由它的原生操作系統Ubuntu Linux完成。ROS實際上是運行在Ubuntu Linux上的亞操作系統，或者說軟件框架，但提供硬件抽象、函數調用、進程管理這些類似操作系統的功能，也提供用于獲取、編譯、跨平臺的函數和工具。

ROS的核心思想就是將機器人的軟件功能做成一個個節點，節點之間通過互相發送消息進行溝通。這些節點可以部署在同一臺主機上，也可以部署在不同主機上，甚至還可以部署在互聯網上。ROS網絡通信機制中的主節點（master）負責對網絡中各個節點之間的通信過程進行管理調度，同時提供一個用于配置網絡中全局參數的服務。

ROS是松耦合軟件框架，利用分布式通信機制實現節點間的進程通信。ROS的軟件代碼以松耦合方式組織，開發過程靈活，管理維護方便。

ROS具有豐富的開源功能庫。ROS是基于BSD（Berkeley Software Distribution，伯克利軟件發行）協議的開源軟件，允許任何人修改、重用、重發布以及在商業和閉源產品中使用，使用ROS能夠快捷地搭建自己的機器人原型。

1.1.2　ROS的發行版本

與Linux發行版類似，ROS發行版內置了一系列常用功能包，即將ROS系統打包安裝到原生系統中。ROS最初是基于Ubuntu系統開發的，ROS的發行版本名稱也和Ubuntu采用了同樣的規則，即版本名稱由兩個相同首字母的英文單詞組成，版本首字母按字母表遞增順序選取，圖1-1展示了ROS的一些主要版本。

1.1.3　ROS的學習方法

要想學好以及用好ROS，需要進行大量的實踐操作。因此在快速了解ROS的核心概念和編程范式后，就要結合大量的實際項目來深入理解ROS。學會用正確的方式解決問題，能幫你更快地提高能力。ROS的學習資源主要有以下幾個。

• 官網：www.ros.org。
• 源碼：github.com。
• Wiki：wiki.ros.org。
• 問答：answers.ros.org。