ROS2机器人操作系统

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前言

什么叫分布式？

之前我们也讲过，在ROS系统中，机器人功能是由各种节点组成的，这些节点可能位于不同的计算机中，这种结构可以将原本资源消耗较多的任务，分配到不同的平台上，减轻计算压力，这就是分布式通信框架的典型应用之一。

机器人体积比较小，不适合放一个笔记本电脑在上边，于是采用树莓派作为控制器，主要实现传感器驱动和电机控制等功能，不过视觉处理和应用功能就不适合在树莓派里运行了，我们放在另外一个性能更强的笔记本电脑中，此外我们还需要在电脑上监控机器人的传感器信息，并且远程控制机器人运动。

两个电脑之间的通信，看上去还有点复杂，毕竟相互传输的数据还挺多的，不过ROS系统都已经为我们设计好了，我们只需要在每一个电脑上配置好ROS环境，功能开发上完全不需要做任何变化，实现非常方便。

一、树莓派ROS2的配置

可以去古月的图文教程里看

二、分布式通信

1.分布式数据传输

树莓派配置完成后，确保已经和你所使用的电脑连接到了同一个局域网络中。

首先要先将代码下载在树莓派里，并且编译完成。然后SSH远程登录树莓派
在树莓派端，使用如下命令启动一个发布者节点：

$ ros2 run demo_nodes_cpp talker  #树莓派端
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接下来在电脑端，使用如下命令启动一个订阅者节点：

$ ros2 run demo_nodes_py listener #PC端
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只要两个计算机安装好ROS2，并且处于同一网络中，他们就可以实现之前讲过的话题、服务、动作等通信了，感觉就像在一个电脑里一样。

不过这也会带来一个问题，如果一个网络中有很多个计算机，我们并不希望他们都可以互通互联，而是可以分组通信，小组之间是无法实现通信的。

2.分布式网络分组

ROS2提供了一个DOMAIN的机制，就类似分组一样，处于同一个DOMAIN中的计算机才能通信，我们可以在电脑和树莓派端的.bashrc中加入这样一句配置，即可将两者分配到一个小组中：

 export ROS_DOMAIN_ID=<your_domain_id>
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如果分配的ID不同，则两者无法实现通信。

三、使用案例

1.小海龟分布式控制

我们可以在电脑端启动小海龟仿真器，树莓派上启动键盘控制节点，或者反过来也可以，依然可以流畅的控制小海龟运动：

$ ros2 run turtlesim turtlesim_node      # PC端
$ ros2 run turtlesim turtle_teleop_key   # 树莓派端
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2.话题分布式通信

3.服务分布式通信

我们电脑端运行服务器程序，树莓派端运行客户端程序，还是可以顺利实现加法求和功能：

$ ros2 run learning_service service_adder_server        # PC端
$ ros2 run learning_service service_adder_client 2 3    # 树莓派端
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总结

在实际的机器人开发中，类似的方法会频繁用到，ROS为分布式网络的搭建提供了非常友好的支持，我们几乎不需要任何配置，代码也不需要做任何修改，只要使用ROS系统，一切都会变得如此轻松。