架构
开发方式 ：
1.节点的“编写自己的main函数”的风格 显式编写 main 函数创建节点，然后硬编码初始化逻辑
2.以 Component 形式编写节点。特别是需要动态启停组件、多组件进程共享、生命周期管理时
组件仅能编译为共享库，因此它没有主函数
Component 同样继承自 rclcpp::Node。与普通节点使用相同的基类，使得编写 Component 的代码与普通节点完全兼容。
通过类加载器（Class Loader） 和 组件容器（Component Container），Component 可被动态加载到同一进程
Component 的本质是一种模块化、可插拔的代码单元，既可独立运行为节点，也可动态加载到容器进程中，
这使得向现有代码添加常见概念（如生命周期：继承 rclcpp_lifecycle::LifecycleNode）变得更容易
ros2 launch 可用于通过专门的启动动作自动化
使得一个类成为组件，该类应该使用 rclcpp_components 包中的宏（RCLCPP_COMPONENTS_REGISTER_NODE）在代码中进行自我注册
《在单个进程中组合多个节点》
ROS 2 daemon是一个守护进程作用与 master 在 ROS 1 中的作用类似。
但是，与 ROS 1 不同，它不是必需的，而是一种优化。
ROS 2 节点可以在没有它的情况下运行，这与 ROS 1 节点在没有主节点的情况下无法运行不同。
对于想要启动、快速执行某些任务然后关闭的节点来说-- ROS 2 守护进程。
在后台有一个长期运行的程序，它保存了ROS网络中的信息。这样就可以更加快速的处理请求和提供快速响应
命令结构
ros1命令
roscore rosnode
rosrun roslaunch
rostopic rosmsg rosparam rosservice rosbag
启动主节点：roscore
查看节点状态：rosnode
运行可执行节点：rosrun
启用多个节点：roslaunch
管理话题：rostopic
管理服务：rosservice
查看信息类型：rosmsg
查看服务的类型：rossrv
录制/回放话题数据：rosbag
ros2对应
ros2
node
run launch
topic msg param service srv bag
ros2cli
component：与组件相关的各种子命令
daemon ：与守护进程相关的各种子命令
doctor ：检查ROS设置和其他潜在问题
security ：与安全相关的各种子命令
lifecycle：与生命周期相关的各种子命令
action：与动作相关的各种子命令
interface：显示ROS接口信息
pkg：与包相关的各种子命令
multicast：与多播相关的各种子命令
主题、服务、操作或参数
包名为turtlesim，可执行文件名为turtlesim_node
主题 的发布者-订阅者模型
服务 基于呼叫和响应模型 只是服务类型有两个部分：一个用于请求的消息，另一个用于响应
参数 是节点的配置值 在运行时更改参数 ROS2参数是由键值对组成的
业务原因：
机器人的控制可以分为两种类型：开环控制和闭环控制
控制导航程序，控制机械臂运动，控制小乌龟旋转等
话题 适用于节点间单向的频繁的数据传输，topic
服务 则适用于节点间双向的数据传递，service
参数 则用于动态调整节点的设置 parameter
ROS2针对控制场景，基于原有的话题和服务，设计了动作（Action）这一通信方式
action 动作是ROS 2中的通信类型之一，用于长时间运行的任务。由三部分组成：目标、反馈和结果
动作就像服务一样，允许您执行长时间运行的任务，提供定期反馈，并且可以取消
Action适用于长时的，需要过程反馈的工作。
参数是由服务构建出来了，
而Action是由话题和服务共同构建出来的（一个Action = 三个服务+两个话题）
三个服务分别是：一个用于请求，一个用于响应，一个用于反馈
1.目标传递服务 2.结果传递服务 3.取消执行服务
两个话题：1.反馈话题（服务发布，客户端订阅）
2.状态话题（服务端发布，客户端订阅）
ROS 2 的一个独特通信模式是动作。操作是面向目标的异步通信接口，具有请求、响应、定期反馈和取消功能
.msg / .srv / .action 文件
ROS1 编译开发
Package.xml文件 ：引入了package.xml来描述软件包的依赖关系，简化了包管理。
CMakeLists.txt ：规范了构建脚本的书写方式，提高了可读性和易用性。
工作空间的概念 ：引入了工作空间（Workspace）概念，允许开发者在一个地方编译和管理多个软件包
catkin_package
source /opt/ros/melodic/setup.bash
目录：
分别是 src 、 devel 、和 build 。
$ cd ~/catkin_ws #回到工作空间,catkin_make必须在工作空间下执行
$ catkin_make #开始编译
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash #刷新坏境
一个 package 下必须包含 CMakeLists.txt 和 package.xml 两个文件
include 和 src 分别存放头文件(*.h)和源程序文件(*.c/*.cpp等)；
scripts 存放脚本文件(比如Python文件 *.py，shell文件 *.sh)；
launch 存放 launch文件(*.launch)，用于批量运行多个可执行文件；
config 存放配置文件(*.yaml等)；
build：编译空间
存放CMake和catkin的缓存信息、配置信息和其他中间文件。缓存和中间文件
devel：开发空间
存放编译后生成的目标文件，包括头文件、动态&静态链接库、可执行文件等
catkin_make install 把install文件夹分享给其他人就可以
ROS2 编译开发
src：代码空间
install：安装空间
build：编译空间
log：日志空间
rosversion -d
`rosdistro`(ROS Distro)是发行版的简称,它是一系列ROS软件包、库和工具的集合,代表了ROS的一个特定版本
ROS_DISTRO
常用工具
rosdeps：检查工程代码的依赖
colcon：编译项目 colcon 是一个构建软件包集合的命令行工具,
是ros构建工具catkin_make、catkin_make_isolated、catkin_tools 和ament_tools的迭代版本,
rqt：以插件的形式实现各种GUI工
功能包
ros2 pkg list 列出所有功能包
ros2 pkg executables <package_name> 列出所指的功能包里的所有可执行文件
ros2 pkg xml <package_name> 列出所指的功能包里的清单描述文件manifest.xml文件
colcon build --packages-up-to example_action_rclcpp
source install/setup.bash
ros2 run example_action_rclcpp action_robot_01
ROS2 安全
DDS-Security定义了以下五个SPI：
● 身份验证（Authentication）：对给定域参与者的身份进行验证。
● 访问控制（Access control）：对经过身份验证的域参与者能够执行的DDS相关操作强制实行各种限制。
● 加密（Cryptographic）：对所有必需的加密、签名和散列操作进行处理。
● 日志记录（Logging）：提供审计DDS-Security相关事件的能力。
● 数据标记（Data tagging）：提供向数据样本添加标记的能力
ROS 2的安全功能目前仅使用了前三个SPI
身份验证（Authentication）公钥基础设施PKI（Public Key Infrastructure）
访问控制插件 治理（Governance）文件：一个签名的XML文档 权限（Permissions）文件：一个签名的、包含域参与者各项权限的XML文
加密（Cryptographic
enclaves子文件夹内的某个目录中查找安全文件
由六个文件建立。其中三个文件定义了 enclave 的身份，而另外三个文件定义了授予 enclave 的权限
identity_ca.cert.pem permissions_ca.cert.pem
环境变量 “ROS_SECURITY_ENABLE” 充当 enclave 的 ROS 2 安全功能的主“开/关”开关
环境变量 “ROS_SECURITY_STRATEGY” 定义域参与者
SROS2 是 ROS 2 的安全扩展，基于 DDS（Data Distribution Service）的安全功能，
ros-rolling-sros2：SROS2 工具包，用于管理安全配置
生命周期 (Lifecycle, LC) 节点 ros2中加入了一种区别于普通的node节点的管理节点LifecycleNode，这种节点有点像是状态机，会在几种不同的状态中切换。
LifecycleNode 节点的状态主要分为基本状态（Primary States）和切换状态（Transition States
节点使用 rclcpp_lifecycle::LifecycleNode 而不是常用的 rclcpp::Node
ros2 lifecycle nodes - 列出所有 LC 节点
发现机制（Discovery）
ROS2的节点发现通过底层中间件自动完成，
相同ROS域名(ROS domain， 可以通过设置ROS_DOMAIN_ID环境变量来设置)
通信接口主题（topics）、服务（services）或动作（actions），使用一种简化的描述语言来描述这些接口，叫做接口定义语言（IDL）
ROS2底层框架
ROS 2 Client Library）层 client libraries
rclcpp = C++ 客户端程序库 ROS1的UDPROS(只在roscpp里面)
rclpy = Python 客户端程序库
ROS2 client Library <rcl :c implementation >ROS客户端程序库(RCL)
rcl（Common functionality for other ROS Client Libraries）模块
rmw（ROS MiddleWare）模块 rmw软件架构主要由两个核心文件夹构成：rmw和rmw_implementation
rmw (ros middleware interface): 相对底层的接⼝层，直接和DDS交互，C语⾔实现
它负责接收上层client libraries发出的请求，验证其有效性，并通过RMW层与底层中间件进行交互，最终将响应返回给上层client libraries。
默认的 rmw_fastrtps_cpp
其中的adapter ,可以通过这一抽象层,用户可以根据实际需求选择不同的DDS实现组件
插件机制
ROS 2 使用插件机制（基于 pluginlib）来加载不同的 rmw 实现。用户可以通过配置文件或环境变量（如 RMW_IMPLEMENTATION）选择具体的 DDS 实现。
基于eProsima的Fast RTPS库
DDS（Data Distribution Service，数据分发服务）
ros_to_dds组件，该组件主要为⽤⼾直接访问DDS层提供接⼝
参考
https://www.ncnynl.com/ros2docs/cn/humble/Tutorials.html
https://fishros.com/d2lros2/#/
https://github.com/ros2/ros2cli
浙公网安备 33010602011771号