ROS是機器人操作系統（Robot Operating System）的簡稱，用于編寫機器人的軟件程序。

ROS是一種具有高度靈活性的軟件架構，能夠幫助軟件開發者快速創建機器人應用軟件。

ROS提供了一系列程序庫和工具，包括：硬件抽象、設備驅動、庫函數、可視化、進程間消息傳遞和軟件包管理等。

ROS是一個分布式的進程（也就是“節點”）框架，這些進程被封裝在不同的程序包或功能包中。

ROS可以分成兩層：底層是操作系統層（通常不需要用戶關心），上層則是實現不同功能的軟件包，如感知、定位、規劃、控制等。

了解了ROS的目錄文件結構之后：ROS的目錄文件結構

本文主要介紹幾個ROS的重要概念：節點（node）、消息（message）、主題（topic）、服務（service），ROS控制器（ROS master），幫助初學者快速了解ROS。

1、節點（node）

節點是進行運算任務的進程。一個系統可以由很多節點組成，節點也可以稱為軟件模塊。

ROS是以節點的形式開發的，節點是根據其目的，可以細分的可執行程序的最小單位。

節點使基于ROS的系統在運行時更加形象化，當許多節點同時進行時，可以將不同節點的通訊繪制成下圖。

2、消息（message）

節點之間通過傳送消息進行通訊。每一個消息都是一種數據結構。

ROS的消息支持標準的數據類型（整型、浮點型、布爾型等），還包括數組、結構體、自定義的數據類型等等。

3、主題（topic）

消息以一種 發布/訂閱 的方式傳遞，一個或多個節點可以在一個給定的主題中發布消息，多個節點可以訂閱同一個主題。

發布者和訂閱者不了解彼此的存在。

4、服務（service）

基于主題 發布/訂閱 的通信方法是一種異步方法，該 發布/訂閱 模型是一種很靈活的通訊模式。但在某些情況下，需要一種同時使用請求和響應的同步消息交換方案，ROS提供了叫做服務的消息同步方法，是一種一對一的機制。

一個服務被分成服務服務器和服務客戶端，其中服務服務器只在有請求（request）的時候才響應（response），而服務客戶端會在發送請求后接收響應。與話題不同，服務是一次性消息通信。

因此，當服務的請求和響應完成時，兩個連接的節點將被斷開。

服務通常被用作請求機器人執行特定操作時使用的命令，或者用于根據特定條件需要產生事件的節點。

由于它是一次性的通信方式，在網絡上的負載很小，所以它也被用作代替 基于主題 發布/訂閱 的通信手段。

5、ROS控制器（ROS master）

在上面概念的基礎上，需要有一個控制器，可以使所有節點有條不紊地執行，這就是ROS的控制器（ROS master）。

ROS master 通過RPC（Remote Procedure Call Protocol，遠程過程調用）提供登記列表和對其他節點/主題的查找。

總結為一句話就是：ROS中最小的進程單元就是節點（node），節點之間通過主題（topic）傳遞消息數據（message）。

消息記錄包（bag）是一種用于保存和回放ROS消息數據的文件格式。

ROS提供了可以將bag文件可視化的圖形工具，詳見：ROS bag的繪圖工具：rqt_bag和PlotJuggler