(优选)机器人操作系统ROS现状与应用实例.
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– Kinect的RGB摄像头 – 笔记本内置摄像头 – 外接USB摄像头
• 图像的接收: 对应ROS中的Subscriber • 图像的处理:
– 可以与OpenCV相结合 (OpenCV与ROS均属于Willow Garage公司, 所以….)
– 用户可以在该步骤中进行任意的图像处理操作(“so you can do everything in this step”)
22
来自百度文库
图像的发布: 笔记本内置摄像头
23
图像的发布: 外置USB摄像头
• 也需要利用包usb_cam • 由于外接USB摄像头的设备名为video1，因此将设
备名的语句修改为
• 下载usb_cam包: https://github.com/bosch-rospkg/usb_cam.git . 包含如下3个文件
– //usb_cam.h – //usb_cam.cpp: 由于是在Ubuntu (12.04)系统下进行的,
因此里面用到了Linux的V4L2视频驱动与服务 – //usb_cam_node.cpp 摄像头的图像在此节点中发布
15
Hello World程序
16
Hello World程序
17
ROS的几个例程
• Hello world • 图像 • 先锋机器人P3AT/P3DX • KinectSkeleton • Voice • Network通讯
18
ROS的几个例程: 图像
• 图像的发布: 对应ROS中的Publisher. 以如下三个 图像源举例:
• 节点间的通讯：
– Topic（话题的名称）：“chatter” – Message（传递的数据类型）：std_msgs::String
• String为 ROS自定义的数据类型 • String中包含唯一变量为 std::string data
13
Hello World程序
14
Hello World程序
– 话题的名称: Topic：发布者与订阅者之间数据传输“管道” 的名字，为一字符串
– 消息: Message: 传输数据的类型，例如int, char，自定义 类型。
10
ROS- Robot Operating System
What
&
现状
Why
How
& 几个应用例程
Results
Summary
综合实例:体感远程控制
19 • 图像的显示: 与OpenCV相结合
图像的发布: Kinect的RGB摄像头
• 首先对Kinect设备进行配置, 并进行初始化
– 由于Kinect与ROS相互支持, 因此配置过程非常简便
• 初始化Kinect的过程就是发布一些列Topic的过程, 这些Topic包括:
– /camera/rgb/image_color:
4
应用火爆的ROS
• 新加坡南洋理工大学（NTU）机器人相关实验室大家都 在用，已经形成了全民一起上的局面
• 所见的应用设备：
– Pioneer3AT/DX – Kinect – AR.Drone – TurtleBot
5
ROS体系
• Main：由Willow Garage公式维护核心部分程序 • Universe：全球范围的代码，由其它个人/组织维护相关
• 该话题即对应于我们需要的RGB图像数据
• 至此图像发布的任务完毕
• 若想把图像显示出来, 需要进行下一节“图像的接收与 显示”
– /camera/rgb/image_raw: RGB图像的原始数据
– /camera/grey : 这是灰度图像
20
– /camera/depth: 这是场景深度图像
图像的发布: Kinect的RGB摄像头
图: R21viz中显示出的Kinect发布的点云信息
图像的发布: 笔记本内置摄像头
• 对于笔记本内置USB摄像头的图像获取, 要比 Kinect复杂. 这是由于ROS对Kinect的支持包括了图 像Topic的发布, 而对于计算机的内置/外置USB摄像 头, 需要我们自己做些操作
知识库（Repository），即功能包（例如先锋机器人的 ROSARIA，Kinect的openni_tracker, 语言识别 pocketsphinx）
6
几点说明
• 虽然ROS的名字为“机器人操作系统”，但不是真正的 操作系统，只是说它可以提供类似于操作系统的一些服 务，比如底层通讯, 分布式控制。
• 每个节点都可以单独维护，比如现在有N个节点已 经在运行了，用户可以再编写第N+1个节点，然后 编译，然后运行，即有N+1个节点共同运行。
• 每个节点有唯一的名字 • 节点之间可借助网络跨主机共同运行.
9
节点之间的通讯
• 发布者Publisher • 订阅者Subscriber • 话题: 发布者与订阅者之间的通讯方式
11
ROS的几个例程
• Hello world • 图像 • 先锋机器人P3AT/P3DX • KinectSkeleton • Voice • Network通讯
12
Hello World程序
• 节点: 2个
– 节点talker (talker.cpp) : 包含一个发布者 – 节点listener (listener.cpp) : 包含一个接收者
机器人操作系统ROS现状与应用 实例
ROS- Robot Operating System
What
&
现状
Why
How
& 几个应用例程
Results
Summary
综合实例:体感远程控制
2
应用火爆的ROS
• ROS Repositories (>50) Map:
3
应用火爆的ROS
• Robotics & Automation Magazine, IEEE • 该杂志上设立了专题讨论区：ROS Topics • 下方图片是在最新一期中ROS Topics的论文
• 对于机器人的相关功能，不使用ROS也能实现. 但ROS 使得机器人软件搭建的工作更方便，效率更高。
7
ROS的程序的核心
• 节点
– 即可执行文件 – 由.cpp文件编译生成而来(指C++)
• 节点之间的通讯
– 节点间信息的发布与接收 – Publish – Subscribe
8
节点
• 将整个工程（Project）模块化，每个节点即为一个 模块。
• 图像的接收: 对应ROS中的Subscriber • 图像的处理:
– 可以与OpenCV相结合 (OpenCV与ROS均属于Willow Garage公司, 所以….)
– 用户可以在该步骤中进行任意的图像处理操作(“so you can do everything in this step”)
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来自百度文库
图像的发布: 笔记本内置摄像头
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图像的发布: 外置USB摄像头
• 也需要利用包usb_cam • 由于外接USB摄像头的设备名为video1，因此将设
备名的语句修改为
• 下载usb_cam包: https://github.com/bosch-rospkg/usb_cam.git . 包含如下3个文件
– //usb_cam.h – //usb_cam.cpp: 由于是在Ubuntu (12.04)系统下进行的,
因此里面用到了Linux的V4L2视频驱动与服务 – //usb_cam_node.cpp 摄像头的图像在此节点中发布
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Hello World程序
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Hello World程序
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ROS的几个例程
• Hello world • 图像 • 先锋机器人P3AT/P3DX • KinectSkeleton • Voice • Network通讯
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ROS的几个例程: 图像
• 图像的发布: 对应ROS中的Publisher. 以如下三个 图像源举例:
• 节点间的通讯：
– Topic（话题的名称）：“chatter” – Message（传递的数据类型）：std_msgs::String
• String为 ROS自定义的数据类型 • String中包含唯一变量为 std::string data
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Hello World程序
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Hello World程序
– 话题的名称: Topic：发布者与订阅者之间数据传输“管道” 的名字，为一字符串
– 消息: Message: 传输数据的类型，例如int, char，自定义 类型。
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ROS- Robot Operating System
What
&
现状
Why
How
& 几个应用例程
Results
Summary
综合实例:体感远程控制
19 • 图像的显示: 与OpenCV相结合
图像的发布: Kinect的RGB摄像头
• 首先对Kinect设备进行配置, 并进行初始化
– 由于Kinect与ROS相互支持, 因此配置过程非常简便
• 初始化Kinect的过程就是发布一些列Topic的过程, 这些Topic包括:
– /camera/rgb/image_color:
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应用火爆的ROS
• 新加坡南洋理工大学（NTU）机器人相关实验室大家都 在用，已经形成了全民一起上的局面
• 所见的应用设备：
– Pioneer3AT/DX – Kinect – AR.Drone – TurtleBot
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ROS体系
• Main：由Willow Garage公式维护核心部分程序 • Universe：全球范围的代码，由其它个人/组织维护相关
• 该话题即对应于我们需要的RGB图像数据
• 至此图像发布的任务完毕
• 若想把图像显示出来, 需要进行下一节“图像的接收与 显示”
– /camera/rgb/image_raw: RGB图像的原始数据
– /camera/grey : 这是灰度图像
20
– /camera/depth: 这是场景深度图像
图像的发布: Kinect的RGB摄像头
图: R21viz中显示出的Kinect发布的点云信息
图像的发布: 笔记本内置摄像头
• 对于笔记本内置USB摄像头的图像获取, 要比 Kinect复杂. 这是由于ROS对Kinect的支持包括了图 像Topic的发布, 而对于计算机的内置/外置USB摄像 头, 需要我们自己做些操作
知识库（Repository），即功能包（例如先锋机器人的 ROSARIA，Kinect的openni_tracker, 语言识别 pocketsphinx）
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几点说明
• 虽然ROS的名字为“机器人操作系统”，但不是真正的 操作系统，只是说它可以提供类似于操作系统的一些服 务，比如底层通讯, 分布式控制。
• 每个节点都可以单独维护，比如现在有N个节点已 经在运行了，用户可以再编写第N+1个节点，然后 编译，然后运行，即有N+1个节点共同运行。
• 每个节点有唯一的名字 • 节点之间可借助网络跨主机共同运行.
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节点之间的通讯
• 发布者Publisher • 订阅者Subscriber • 话题: 发布者与订阅者之间的通讯方式
11
ROS的几个例程
• Hello world • 图像 • 先锋机器人P3AT/P3DX • KinectSkeleton • Voice • Network通讯
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Hello World程序
• 节点: 2个
– 节点talker (talker.cpp) : 包含一个发布者 – 节点listener (listener.cpp) : 包含一个接收者
机器人操作系统ROS现状与应用 实例
ROS- Robot Operating System
What
&
现状
Why
How
& 几个应用例程
Results
Summary
综合实例:体感远程控制
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应用火爆的ROS
• ROS Repositories (>50) Map:
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应用火爆的ROS
• Robotics & Automation Magazine, IEEE • 该杂志上设立了专题讨论区：ROS Topics • 下方图片是在最新一期中ROS Topics的论文
• 对于机器人的相关功能，不使用ROS也能实现. 但ROS 使得机器人软件搭建的工作更方便，效率更高。
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ROS的程序的核心
• 节点
– 即可执行文件 – 由.cpp文件编译生成而来(指C++)
• 节点之间的通讯
– 节点间信息的发布与接收 – Publish – Subscribe
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节点
• 将整个工程（Project）模块化，每个节点即为一个 模块。