先放一个ROSIndustrial一周年剪辑视频。
ROS已经发布八周年了，在国外科研机构中非常受欢迎。目前，以美国西南研究院为首的几位大佬开始尝试将ROS应用在工业机器人中，上面这个视频就是ROS-I项目一周年的进展情况。
为了说明讲清楚ROS，我就从ROS是什么，为什么使用ROS，如何使用ROS三个方面展开。
△出自今年《机器人视觉与应用》课程本人制作的课件
是什么
ROS是Robot Operating System的缩写，原本是斯坦福大学的一个机器人项目，后来由WillowGarage公司发展，目前由OSRF（Open Source Robotics Foundation,Inc）公司维护的开源项目。
1、首先是一个操作系统
根据wikipedia定义，操作系统是用来管理计算机硬件与软件资源，并提供一些公用的服务的系统软件。而ROS也自称是一个OS。
△计算机OS与机器人OS对比示意图
如上图所示，计算机的操作系统将计算机硬件封装起来，而应用软件运行在操作系统之上，不用管计算机具体应用的是什么类型的硬件产品。这能大大提高软件开发效率（否则大家只能都写汇编了）。
同理，ROS则是对机器人的硬件进行了封装，不同的机器人、不同的传感器，在ROS里可以用相同的方式表示（topic等），供上层应用程序（运动规划等）调用。
2、是一种跨平台模块化软件通讯机制
ROS用节点（Node）的概念表示一个应用程序，不同node之间通过事先定义好格式的消息（Topic），服务（Service），动作（Action）来实现连接。
△ROS分布特点
△三种通讯方式的特点
三种通讯方式的优缺点可看上表，由于很多模块化编程工具都有类似功能，这里就不具体展开了。
基于这种模块化的通讯机制，开发者可以很方便地替换、更新系统内的某些模块；也可以用自己编写的节点替换ROS的个别模块，十分适合算法开发。
此外，ROS可以跨平台，在不同计算机、不同操作系统、不用编程语言、不同机器人上使用。
3、是一系列开源工具
△几种ROS工具示意图：左上rqt_plot，右上rqt_graph，左下Rviz，右下TF
如上图所示，ROS为开发者提供了一系列非常有用的工具，可以大大提高我们开发的效率。
rqt_plot：可以实时绘制当前任意Topic的数值曲线；
rqt_graph：可以绘制出各节点之间的连接状态，和正在使用的Topic等；
TF：TF是Transform的简写，利用它，我们可以实时知道各连杆坐标系的位姿，也可以求出两个坐标系的相对位置。
Rviz：超强大的3D可视化工具，可以显示机器人模型、3D电影、各种文字图标、也可以很方便二次开发；
△在Rviz里显示机器人模型、3D点云、物体模型等
△在Rviz里也可以实现方便交互功能
除此之外，ROS还有很多其他有用的开源工具等待大家探索。
4、是一系列最先进的算法
△ROS包含许多先进的机器人开源项目
除了ROS之外，世界上已经有很多非常优秀的机器人开源项目，但是ROS正逐渐将它们一一囊括在自己的范畴里。例如：
PS：我跟ROS的其他几个开发者也正在努力将LinuxCNC整合进ROS
OROCOS：这个开源项目主要侧重于机器人底层控制器的设计，包括用于计算串联机械臂运动学数值解的KDL、贝叶斯滤波、实时控制等功能。
OpenRave：这是在ROS之前最多人用来做运动规划的平台，ROS已经将其中的ikfast（计算串联机械臂运动学解析解）等功能吸收。
Player：一款优秀的二维仿真平台，可以用于平面移动机器人的仿真，现在在ROS里可以直接使用。
OpenCV：大名鼎鼎的机器视觉开源项目，ROS提供了cv_bridge，可以将OpenCV的图片与ROS的图片格式相互转换。
OMPL：现在最著名的运动规划开源项目，已经成了MoveIt的一部分。
Visp：一个开源视觉伺服项目，已经跟ROS完美整合。
Gazebo：一款优秀的开源仿真平台，可以实现动力学仿真、传感器仿真等，也已被ROS吸收。
△左下角gazebo，右下角Rviz
当然，除了吸收别的优秀开源项目，ROS自己也发展出许多非常优秀的项目和库。
ORK：一个物体识别与位姿估计开源库，包含LineMod等算法，但实际使用效果还不是太理想。
△LineMod识别效果
