个人学习过程中的笔记，如有不足敬请指正。
1. ROS 的基本概念
ROS (机器人操作系统) 简单来说就是提供了通讯框架，工具和现成功能的平台，我们最主要用的是通讯功能和工具套件。通讯功能主要包括同步通讯 (Service) 和异步通讯 (Topic)；工具包括 rviz, Gazebo 等。ROS 的分布式框架设计方便智能驾驶和机器人这种多机通讯，数据流分散的场合。
1.1 计算图级
其实就是 ROS 通讯的拓扑网络，是一种点对点的通讯形式。
1. Node
节点，进程，或者说功能单元，是代码模块的最小单位，或者说是最小的单个可执行文件。
ROS 的通讯其实就是节点和节点之间 (不一定直接)的通信。
一个节点既可以实现订阅，也可以实现发布，也能同时实现。
2. Master
主人？ 节点管理器，所有的节点都要找它进行注册才能被其他节点发现。因此要先启动节点管理器 (roscore)再启动节点 (rosrun)。
3. Message
消息，节点之间通讯的内容或媒介，可以自定义格式，就和 C 语言里的结构体一样，只不过 Message 更像是具体的对象，抽象的 *.msg 定义在对应 Topic 的文件夹中，或是单独作为一个程序包并被其他程序包所包括。
4. Topic
话题，或者叫主题，可以看成是一个频道，或者说是一个广场，单个或多个节点可以向一个话题发送消息，单个或多个节点也可以去订阅这个话题来获取消息。因此，话题的存在实现了消息发布者和消息订阅者之间的解耦，两者无需直接通信，无需知道对方的存在。
一个话题对应一种格式类型的 Message。
Topic 的内容在代码层面是字符串。
5. Service
服务，相对于话题的通讯模式是像 UDP 的广播式，它更像是TCP，是一端到另一端的直接通讯，并针对一次请求给予一次回应。因此没有频繁的消息传递，也就没有高系统资源占用。
Service通信是一对一通信，信息流是双向的，而且客户端与服务端之间的执行是同步的 (有一定顺序的)。
6. Bag
包 (为了区别下文中的程序包package一般口头叫它rosbag)，用于保存并回放 ROS 运行中所有消息数据的特殊格式，在 debug 和数据后处理阶段非常有用。
回放 bag 时，Master 会创建一个临时节点来发送 bag 中记录的数据，其他所有话题直接订阅这个临时节点，消息是不经过我们自定义的节点的。因此，使用 bag 录制的数据来验证后修改的代码是不可行的。
1.2 文件系统
直观的说，就是我们写的代码和其他附加文件的组织结构。由于 ROS 是基于 CMake 编译系统组织的，因此 ROS 的文件系统就是 catkin workspace 的组织形式。
1. Package
功能包，ROS 的基本组织形式，CMake 的基本编译单元，用于组织 ROS 中不同的功能模块。一个功能包可以包含多个可执行文件 (节点)。
ROS 的实现就是通过包的形式把各种节点、依赖库、驱动、配置文件和数据库联系起来 (涉及编译与链接原理)。
2. Stack
堆，单个或多个包的集合，一般实现一个完整功能，与发行有关，不常用。
3. Workspace
工作空间，组织一个完整 ROS 项目的总文件夹，一个 ROS workspace 就是一个 catkin workspace。
2. ROS 的基本开发步骤
2.1 初始化工作空间
创建一个 catkin 工作空间并初始化：
mkdir catkin_ws
cd catkin_ws
catkin_make
一个 catkin workspace 中的文件夹主要包括：
src：代码源文件build：中间文件devel：目标文件、头文件与链接库
2.2 编写代码
在 src 文件夹里创建所需的 package：
cd src
# catkin_create_pkg <new_package_name> <package_deps>
catkin_create_pkg package_name rospy std_msgs
一个功能包中的主要文件包括：
CMakeLists.txt(必须): 规定本功能包的编译规则package.xml(必须): 描述文件，定义 package 的属性信息，如包名、版本、作者等。一般只需要改<build_depend>和<run_depend>这两个字段。scripts: 存放 shell 或 python 脚本include: 源代码的头文件src: cpp 源代码msg: 自定义消息格式，*.msgsrv: 自定义服务，*.srvaction：自定义动作，*.actionconfig: 参数、设置文件等，如*.yamllaunch: 启动文件*.launch，配合roslaunch命令可以一次运行多个节点
2.3 编译工作空间
编译完整的工作空间，包括内部所有功能包
cd ~/catkin_ws
catkin_make
CMake编译系统的流程包括：
- 首先在工作空间
catkin_ws/src/下递归的查找其中每一个ROS package - CMake 编译系统依据
CMakeLists.txt文件，生成makefiles(放在catkin_ws/build/中) - 然后make刚刚生成的makefiles等文件，编译链接生成可执行文件（放在
catkin_ws/devel中）
2.4 为当前 Terminal 刷新环境变量
在要执行 ROS 节点的终端中执行：
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
将新编译的相关环境变量加载到当前终端窗口。