Ros是什么？
官方的回答：
ROS（Robot Operating System）是一个用于机器人开发的开源的元操作系统。以下是关于它更详细的介绍：
**一、主要特点**
- **分布式计算环境** - ROS提供了一种分布式的软件框架，使机器人的各个功能模块（如传感器处理、运动控制、路径规划等）可以在不同的计算机节点上运行。这些节点可以通过网络通信机制（如TCP/IP）相互交换信息。例如，在一个复杂的工业机器人系统中，负责视觉识别的节点可以在一台高性能计算机上运行，而运动控制节点可以在机器人的本地控制器上运行，它们之间通过ROS的通信机制协同工作。
- **松耦合的软件模块** - ROS中的各个软件模块（称为节点）之间是松耦合的。这意味着每个节点可以独立开发、测试和部署。节点之间通过消息传递机制进行通信。例如，一个激光雷达数据采集节点可以将采集到的环境数据以消息的形式发送给地图构建节点，而地图构建节点的修改或更新不会对激光雷达数据采集节点产生直接的影响，只要消息格式不变。
- **丰富的功能库和工具集** - ROS包含了大量用于机器人开发的功能库，如用于机器人运动学和动力学计算的库（KDL - Kinematics and Dynamics Library），它可以帮助开发者方便地计算机器人的关节运动、逆运动学等。同时，还有用于数据可视化的工具（如RViz - ROS Visualization tool），可以直观地展示机器人的传感器数据、位姿等信息。例如，在开发一个自主导航机器人时，开发者可以使用RViz来可视化机器人的路径规划结果和周围环境感知情况。
- **语言独立性** - ROS支持多种编程语言，如C++、Python等。这使得不同背景的开发者可以使用自己熟悉的语言来开发机器人应用。例如，对于性能要求较高的底层运动控制模块，开发者可以使用C++来实现；而对于一些上层的逻辑规划和数据分析模块，使用Python可以提高开发效率。
**二、体系结构组成部分**
- **节点（Nodes）** - 节点是ROS系统中的基本执行单元，每个节点都执行一个特定的功能。例如，一个节点可能负责读取激光雷达的数据，另一个节点可能负责根据这些数据进行障碍物检测。节点之间通过主题（Topics）或服务（Services）来进行通信。
- **主题（Topics）** - 主题是一种异步的消息通信机制。一个节点可以发布（Publish）消息到一个主题，同时其他节点可以订阅（Subscribe）这个主题来接收消息。例如，激光雷达节点可以发布包含环境扫描数据的消息到名为“/scan”的主题，而地图构建节点可以订阅这个主题来获取数据并用于构建地图。
- **服务（Services）** - 服务是一种同步的通信机制。一个节点可以提供（Advertise）一个服务，而其他节点可以请求（Call）这个服务。例如，一个运动控制节点可以提供一个名为“/set_joint_position”的服务，其他节点（如路径规划节点）可以请求这个服务来设置机器人关节的位置。
- **消息（Messages）和服务类型（Service Types）** - 消息是主题通信中传递的数据结构，服务类型则是服务通信中请求和响应的数据结构。它们都通过ROS的接口定义语言（IDL - Interface Definition Language）来定义。例如，一个激光雷达消息可能包含扫描角度范围、距离数据等字段，这些消息定义确保了不同节点之间能够正确地理解和处理通信数据。
**三、应用场景**
- **工业机器人领域** - 在工业自动化生产线上，ROS可以用于控制机械臂进行精确的零部件抓取和装配。通过将视觉传感器与机械臂控制节点相结合，机械臂可以根据视觉识别结果自动调整抓取姿态，提高生产效率和精度。
- **服务机器人领域** - 对于服务机器人（如酒店服务机器人、医院配送机器人等），ROS可以实现机器人的自主导航、人机交互等功能。例如，机器人可以利用激光雷达和摄像头感知周围环境，通过路径规划算法在建筑物内自主导航，将物品准确地送到指定地点。
3. **科研领域** - 许多科研机构在研究机器人的新算法（如新型的运动规划算法、新的传感器融合方法等）时，会使用ROS作为实验平台。因为它方便地提供了各种传感器和执行器的接口，并且能够快速搭建实验环境，验证算法的有效性。
形象解释：
在很久很久以前，机器人没有一个统一的操作系统，那个年代，每做一个机器人，都得从硬件到软件全部重新来一遍，后来有个叫Morgan quigley 的人，他们做了很多个机器人，机器人的主体结构不变，但传感器、机械臂的型号不一样，于是他想出了一种“模块化 分布式”的系统设计，将一个完整的机器人结构拆分成许多独立的模块，每个传感器对应一个特定的程序模块，甚至每个算法都可以对应一个独立的程序模块，这和现在的ros有点儿接近了。
Ros中每一个.launch文件相当于一个乐高的房子，每个node相当于一个乐高砖块，除了把程序分成不同的独立模块，同时这些独立模块还能单独运行在一台独立的计算机上，比如机器人的视觉处理，就可以有独立电脑处理，而不影响别的模块。
Ubuntu经济性大家更容易接受，所以ros都是安装在ubuntu系统上的，
其实ros就和安卓类似，本质上是有很多不同功能的app构成的，通过不同app的组合，能够实现不同的效果。Ros可以通过apt源和github从互联网上下载各种软件包，增加新的技能。
形象解释2：
有些人知道ros代表机器人操作系统，但是不知道ros真正的内部含义是什么
Ros实际上为机器人中的每一个程序提供了一张嘴和一双耳朵。
电脑中装了很多程序，例如微信、qq、百度等等，每个程序都执行他各自的功能，彼此之间不通信，所以他们类似与“哑巴”，在机器人中也有类似的程序，一些程序读取了机器人的传感器信息，另一些程序控制机器人运动，还有一些程序控制着机器人定位，ros想出了一个解决办法，ros-publisher，这是ros下的一个工具，它就相当于一个大喇叭，把程序内部数据发布给其他程序，他就相当于一张嘴，把信息发布出去，而嘴发不出来的这个声音叫做topic，ros-topic（在机器人各个程序（进程）中通讯的信息），另外一些程序，比如定位、运动等在ros系统下就赋予了一双“耳朵”，这双耳朵能够听到传感器发出的声音。
比如说一个障碍物，离机器人多远，他以topic的形式发出来，然后以一个叫做subscriber的东西（ros-subscriber，一双“耳朵”，可以听到其他程序发出来的信息）来听这个传感器的声音。我们可以有一个topic，三个程序的subscriber听到，这样就构成了完整的操作系统。
另外，ros虽然被称作机器人操作系统，但它并不是一个系统而是一套软件，它更像是一个可随时被调用的插件功能包，因为ros，它实际上只是给我们的程序提供了一个标准的接口，是我们的程序能够发消息和收消息，实现程序和程序之间的通讯，既然是软件就必须依赖于一些操作系统，最广泛就依赖于linux、mac、也可以支持windows。
Ros旗下还有一个非常大的开源社区，内有上万开源软件，都是符合ros通讯的，可以通过社区，去下载一些程序将它移植到自己的机器人框架中，完成特定的功能。
