1.3.2　计算图层级

ROS计算图是一个基于点对点的网络，它将所有信息一起处理。ROS图的概念包括节点、话题、消息、节点管理器、参数服务器、服务和数据包，具体如图1.6所示。

图1.6　ROS计算图层级

图1.6展示了ROS计算图中的各种概念。以下是对每个概念的简单描述：

·节点：ROS节点是使用ROS API相互通信的处理过程（即功能模块）。机器人可能有许多节点来执行计算。例如，自主移动机器人可以具有用于硬件接口、读取激光扫描以及定位和地图构建的节点。我们可以使用roscpp和rospy等ROS客户端库创建ROS节点，我们将在1.4节中讨论这些。

·节点管理器：ROS节点管理器（后简称master）作为中间节点工作，帮助在不同的ROS节点之间建立连接。master拥有在ROS环境中运行的所有节点的所有细节。它可以在节点之间交换各类信息，以便在节点之间建立连接。交换相应信息后，两个ROS节点之间即可开始通信。

·参数服务器：参数服务器在ROS中具有重要作用。节点可以在参数服务器中存储变量并设置其隐私权限。如果参数具有全局作用域，则其他所有节点都可以访问它。ROS参数服务器与master一起运行。

·消息：ROS节点可以通过多种方式相互通信。在各种通信方式中，节点均以ROS消息的形式发送和接收数据。ROS消息是ROS节点用来交换数据的数据结构。

·话题：在两个ROS节点之间通信和交换ROS消息的方法之一称为ROS话题。话题是使用ROS消息交换数据的命名总线。每个话题都有一个特定的名称，一个节点将数据发布到一个话题，另一个节点可以通过订阅该话题来读取数据。

·服务：服务是另一种通信方法，其功能类似于话题。话题使用发布或订阅交互，而服务使用请求或回复方法。一个节点将充当服务提供者，在其中运行服务例程，而客户端节点从服务器请求服务。服务器将执行服务例程并将结果发送给客户端。客户端节点将会等待服务器响应并提供结果。

·数据包：数据包是ROS提供的一个有效工具，用于记录和回放ROS话题。当开展机器人相关研究时，可能有些情况下我们需要在没有实际硬件的情况下工作。使用rosbag，我们可以记录传感器数据，并将数据包文件复制到其他计算机上，通过回放来检查数据以及应用程序的执行结果。