ROS是机器人操作系统（Robot Operating System）的简称，用于编写机器人的软件程序。

ROS是一种具有高度灵活性的软件架构，能够帮助软件开发者快速创建机器人应用软件。

ROS提供了一系列程序库和工具，包括：硬件抽象、设备驱动、库函数、可视化、进程间消息传递和软件包管理等。

ROS是一个分布式的进程（也就是“节点”）框架，这些进程被封装在不同的程序包或功能包中。

ROS可以分成两层：底层是操作系统层（通常不需要用户关心），上层则是实现不同功能的软件包，如感知、定位、规划、控制等。

了解了ROS的目录文件结构之后：ROS的目录文件结构

本文主要介绍几个ROS的重要概念：节点（node）、消息（message）、主题（topic）、服务（service），ROS控制器（ROS master），帮助初学者快速了解ROS。

1、节点（node）

节点是进行运算任务的进程。一个系统可以由很多节点组成，节点也可以称为软件模块。

ROS是以节点的形式开发的，节点是根据其目的，可以细分的可执行程序的最小单位。

节点使基于ROS的系统在运行时更加形象化，当许多节点同时进行时，可以将不同节点的通讯绘制成下图。

2、消息（message）

节点之间通过传送消息进行通讯。每一个消息都是一种数据结构。

ROS的消息支持标准的数据类型（整型、浮点型、布尔型等），还包括数组、结构体、自定义的数据类型等等。

3、主题（topic）

消息以一种 发布/订阅 的方式传递，一个或多个节点可以在一个给定的主题中发布消息，多个节点可以订阅同一个主题。

发布者和订阅者不了解彼此的存在。

4、服务（service）

基于主题 发布/订阅 的通信方法是一种异步方法，该 发布/订阅 模型是一种很灵活的通讯模式。但在某些情况下，需要一种同时使用请求和响应的同步消息交换方案，ROS提供了叫做服务的消息同步方法，是一种一对一的机制。

一个服务被分成服务服务器和服务客户端，其中服务服务器只在有请求（request）的时候才响应（response），而服务客户端会在发送请求后接收响应。与话题不同，服务是一次性消息通信。

因此，当服务的请求和响应完成时，两个连接的节点将被断开。

服务通常被用作请求机器人执行特定操作时使用的命令，或者用于根据特定条件需要产生事件的节点。

由于它是一次性的通信方式，在网络上的负载很小，所以它也被用作代替 基于主题 发布/订阅 的通信手段。

5、ROS控制器（ROS master）

在上面概念的基础上，需要有一个控制器，可以使所有节点有条不紊地执行，这就是ROS的控制器（ROS master）。

ROS master 通过RPC（Remote Procedure Call Protocol，远程过程调用）提供登记列表和对其他节点/主题的查找。

总结为一句话就是：ROS中最小的进程单元就是节点（node），节点之间通过主题（topic）传递消息数据（message）。

消息记录包（bag）是一种用于保存和回放ROS消息数据的文件格式。

ROS提供了可以将bag文件可视化的图形工具，详见：ROS bag的绘图工具：rqt_bag和PlotJuggler