# ROS簡單介紹
ROS 1.0（簡稱: ROS）歷經10年的發展，已經積累了非常非常豐富且穩定的功能包集、各類工具和完備的教程。在未來即便是ROS2.0大行其道，仍會有機制保證ROS 2.0代碼與現有ROS代碼共存。例如，ROS仍然還可以通過message bridges等方式與ROS2.0一起工作。
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ROS 2.0未來將成為機器人應用程序開發的終極SDK。相比于ROS1.0，它使用更先進的分布式架構，更高的可靠性，以及對實時性和嵌入式設備的支持。最大的不同在于采用了數據分發服務(DDS)技術，DDS適用于實時分布式嵌入式系統。2016年有一篇會議論文。Exploring the performance of ROS2。 分析了ROS2.0的性能。但是目前，網上的教程大多數是ROS的，ROS2的教程很少，而且程序包也沒有ROS豐富。
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## 為什么會出現ROS 2.0 ?
歸結起來，分為三個原因：1.歷史原因；2. 出現了新的需求；3.出現了新的技術。
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#### 1.歷史原因
ROS始于2007年11月，最早是“柳樹車庫”用于PR2機器人的開發。同時希望ROS能用于其他機器人。為了便于多研究所合作，避免重復造輪子，所以柳樹車庫花費大量精力定義了抽象級別(通常是通過消息的接口)，允許軟件重用。
其解決思路是：
1、 讓多個程序分別完成特定任務， 能夠相互通信， 并且定義好常用的格式讓大家使用基于面向服務 Service-oriented；
2、 ROS 提供構建環境，讓大家能夠較容易的使用他人的工作， 容易交換代碼 ；
按照當時以及能夠想到的機器人現狀，ROS主要設計指向是：
1. 單個機器人;
2. 板載工作站級別的計算資源;
3. 沒有實時性需求;
4. 理想的網絡連接;
5. 應用于學術研究;
6. 強調最大的靈活性，沒有過多的約定或者禁止。
然而，ROS設計初衷是用于家用服務機器人，出乎意料的是：ROS被應用于各式各樣的機器人：輪式機器人、腿式機器人、工業手臂、室外無人車輛、自動駕駛汽車、飛行器、無人艇……。 而且ROS設計初衷是用于學術研究，然而出乎意料的是：大量基于ROS的產品進入市場，包括制造業機器人、農業機器人、商業清潔機器人，甚至NASA將運行ROS的Robonaut 2部署到國際空間站。
隨著應用場景的擴大，導致產生了一系列新的需求。
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### 2.出現了新的需求
以下是ROS目前感覺不足的領域，也是ROS2.0意圖解決的問題。
1. 多個機器人組成的集群； ROS的單master結構就蛋疼了。
2. 小型嵌入式平臺，甚至“裸奔”的微控制器；依賴于Ubuntu的ROS太重了。
3. 實時系統：包括進程間和跨機器通信，ROS做不到。
4. 非理想的網絡；ROS延遲很大，甚至斷網再連接時會掛。
5. 生產制造等環境：ROS可靠性還不夠。
6. 為一些新特性，如部署的生命周期管理和靜態配置，提供清晰的模式和支持工具。
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### 3.出現了新的技術
ROS的核心是匿名發布-訂閱中間件系統，從2007年開始，在ROS這些相關領域產生了一些更新、更好、值得借鑒使用的技術，如：
1. Zeroconf;
2. Protocol Buffers;
3. ZeroMQ (and the other MQs);
4. Redis;
5. WebSockets; and
6. DDS (Data Distribution Service)
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## ROS與ROS2的差異性
### 通信模型
ROS：
1. talker 注冊
2. listener 注冊
3. ROS Master 進行信息匹配
4. listener 發送鏈接請求
5. talker 確認請求
6. 建立連接
7. talker 給 listener 發數據
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ROS2：
1. 參與者（Domain Participant）：一個參與者Participant就是一個容器，對應于一個使用DDS的用戶，任何DDS的用戶都必須通過Participant來訪問全局數據空間。
2. 發布者（Publisher）：數據發布的執行者，支持多種數據類型的發布，可以與多個數據寫入器（DataWriter）相聯，發布一種或多種主題（Topic）的消息。
3. 訂閱者（Subscriber）：數據訂閱的執行者，支持多種數據類型的訂閱，可以與多個數據讀取器（DataReader）相聯，訂閱一種或多種主題（Topic）的消息。
4. 數據寫入器（DataWriter）：應用向發布者更新數據的對象，每個數據寫入器對應一個特定的Topic，類似于ROS1中的一個消息發布者。
5. 數據讀取器（DataReader）：應用從訂閱者讀取數據的對象，每個數據讀取器對應一個特定的Topic，類似于ROS1中的一個消息訂閱者。
6. 主題（Topic）：這個和ROS1中的Topic概念一致，一個Topic包含一個名稱和一種數據結構。
7. QoS Policy：Quality of Service，質量服務原則，這個模塊在ROS1中可從沒見過，看名稱就猜測應該是負責數據質量的。QoS是DDS中非常重要的一環，控制了各方面與底層的通訊機制，主要從時間限制、可靠性、持續性、歷史記錄幾個方面，滿足用戶針對不同場景的數據應用需求
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### ROS/ROS2 架構圖
## 總結
在學習方面，如果是剛剛入門的同學，可以先拿ROS來入門，因為現在有很多ROS的入門學習資料方便快速入門；再對ROS有了一定的了解后再來學習ROS2.0更加深入、優秀的知識。
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Enjoy it.
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