rosbridge

淡淡的烟草味﹌ 2023-09-28 14:51 35阅读 0赞

之前有用安卓平台控制ROS节点的需求，在设计实验方案的时候了解到rosbridge。这一篇就对rosbridge做一个简单的介绍。希望这篇文章解释明白几个问题  
  1. rosbridge是什么？  
  2. rosbridge的结构  
  3. rosbridge的小demo

### 1.rosbridge是什么 ###

rosbridge是官方提供一款工具包，用于ROS系统和非ROS系统通信(只用于通信)。纯ROS系统可以做master节点，ros官方支持语言是C++，python。虽然rosjava可以让java也变成纯ros系统，但rosjava体量较大，一般用于PC。安卓平台资源不足，无法支持涵盖master节点的分布式结构，于是改用轻量级的C/S模式。所以安卓平台不是直接和ROS系统做通信，其中经过一次代理。安卓手机作为客户端，经过代理发给服务端。不过rosbridge为开发者屏蔽了代理转发过程。rosbridge本身有两种结构，适用于两种场景。BS结构适用于浏览器和ROS系统交互，CS结构适用于安卓平台和ROS系统交互。  
  rosbridge既然是提供通信功能的，整体内容都围绕通信展开。rosbridge支持非ros和ros通信的原理是通过把json格式的数据转换成ros中消息/服务信息，反之也可以。如下图所示：  
![在这里插入图片描述][016db0bfffbe44068028fad2aac23d6f.png]  
  所以任何支持json格式进行数据传输的语言都可以通过rosbridge和ROS通信，而java是其中最广泛使用的的一种。

### 2.rosbridge的结构 ###

用一张图表示rosbridge的结构就是：  
![在这里插入图片描述][d154fbf8eb0e4bbe9916619242030de9.png]  
  rosbridge的内容结构包括：rosbridge protocol(协议)，rosbridge implementation(实现)。协议做的事是规定通信格式，也就是ros中具体操作(话题发布，订阅)到底使用什么样的json格式。通信方式包括话题订阅，消息发布，服务调用，参数设置获取。Implementation部分具体实现功能。  
  实现包括三部分：  
  rosbridge\_library：最核心的部分，负责获取json字符串并将命令发送到ros，实现获取json格式数据发送到ros中并解析成ros话题，  
  rosbridge\_server：提供传输功能，支持websocket连接(实现浏览器和rosbridge交谈，浏览器的实现通过roslibjs)，  
  rosapi：提供ros服务，通过服务调用对ros中一些操作做封装，操作包括获取和设置参数，获取主题列表  
  我觉得下面整这个图很好的解释了rosbridge的工作原理，图的左半部分是rosbridge的工作，右半部分就是json格式的生成。  
![在这里插入图片描述][52118a27c4c44027bbfc930d27d7f548.png]  
  图源：实在抱歉，我忘记原作者的引用网址了。侵权删~

rosbridge支持以下三种具体的通信协议，要根据实际情况进行选择：

![在这里插入图片描述][6c5aff24dc8846b486a14919de7de3cd.png]  
  但rosbridge只实现了tcp/udp/websocket Server端，而且Server端不会主动连接，也就是需要自己实现客户端，将数据变成符合rosbridge提供的协议格式(rosbridgev2.0)的json数据，再通过同样的通信协议方法(websocket)进行连接。

如果选择websocket进行执行，命令如下(address是为了指定IP)：

roslaunch rosbridge_server rosbridge_websocket.launch address:=192.168.74.57

用户连接成功结果如下：  
![在这里插入图片描述][c11d8642ebb84d08a1910c8bd1396aa8.png]

针对于上面那个麻烦的问题，有高手已经做了处理。并将其开源了出来(我叫它现成轮子~)：[https://github.com/djilk/ROSBridgeClient][https_github.com_djilk_ROSBridgeClient]  
  这个轮子其实做了两件事情：  
  1.还是用ros的话题方式操作数据，把数据自动的转成符合要求的  json格式  
2.将该json格式，利用符合协议要求的方式通过websocket发送到服务器端

对于这个轮子的使用提一下，主要是参照/ROSBridgeClient/src/com/jilk/ros/example.java，将这个项目集成到自己的安卓项目中(具体内容请学习安卓开发)，/ROSBridgeClient/src/com/jilk/ros/message/，这个目录是话题传递的消息类型，不一定有自己预期的，可以对其进行增加然后使用。(对于更详细的使用，因为都没有官方的教程，只能慢慢摸索啦)

### 3.rosbridge的小demo ###

######   demo1：网页控制小海龟移动(BS结构)： ######

详见：[https://blog.csdn.net/dzjoke/article/details/116056180][https_blog.csdn.net_dzjoke_article_details_116056180]  
  用rqt\_garph看拓扑结构就是这样的：  
![在这里插入图片描述][fb109069a7114c638d549e5cda4ecc18.png]

###### demo2：网页文字交互demo(BS结构)： ######

详见：[https://blog.csdn.net/qq\_41821678/article/details/120976232][https_blog.csdn.net_qq_41821678_article_details_120976232]

###### demo3：github开源项目(CS结构，未真实验证) ######

详见：[https://github.com/UbiquityRobotics/Robot\_Commander][https_github.com_UbiquityRobotics_Robot_Commander]  
  详见：[https://github.com/1hada/android\_rosbridge\_teleop][https_github.com_1hada_android_rosbridge_teleop]  
  详见：[https://github.com/Hongshuai-Wang/RosAppCtrl-rosbridge][https_github.com_Hongshuai-Wang_RosAppCtrl-rosbridge]

### 4. rosbridge安装命令： ###

sudo apt-get install ros-版本-rosbridge-suite  
  举例：

sudo apt-get install ros-melodic-rosbridge-suite

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最后再留一些相关的资料或者有收获的博客，感兴趣的可以看看哈~

[古月居介绍rosbridge][rosbridge]  
[rosbridge - 简书 (jianshu.com)][rosbridge - _ _jianshu.com]  
rosbridge wiki: [http://wiki.ros.org/rosbridge\_suite][http_wiki.ros.org_rosbridge_suite]  
协议(目前使用的是rosbridgev2.0版本)：[https://github.com/RobotWebTools/rosbridge\_suite/blob/groovy-devel/ROSBRIDGE\_PROTOCOL.md][https_github.com_RobotWebTools_rosbridge_suite_blob_groovy-devel_ROSBRIDGE_PROTOCOL.md]  
rosbridge——JS应用库(用于网页开发html与ros通信)  
教程：[http://wiki.ros.org/roslibjs][http_wiki.ros.org_roslibjs]  
源码：[https://github.com/RobotWebTools/roslibjs][https_github.com_RobotWebTools_roslibjs]  
ros与JS网页交互基础教程：[https://www.bilibili.com/video/av6293256/][https_www.bilibili.com_video_av6293256]  
rosbridge各组件代码参数详细：[https://blog.csdn.net/wjydym/article/details/95380260][https_blog.csdn.net_wjydym_article_details_95380260]

参考(对成熟安卓开发框架做了一定解释)：  
[https://blog.csdn.net/XCCCCZ/article/details/86773609][https_blog.csdn.net_XCCCCZ_article_details_86773609]  
[https://blog.csdn.net/XCCCCZ/article/details/89739759][https_blog.csdn.net_XCCCCZ_article_details_89739759]

安卓开发demo：  
[https://blog.csdn.net/GreatSimulation/article/details/108899572][https_blog.csdn.net_GreatSimulation_article_details_108899572]  
源码：[https://github.com/KEYD111/TestRosBridge][https_github.com_KEYD111_TestRosBridge]

安卓结合rosbridge开发Demo(对ROSBridgeClient做了一层封装):  
[https://www.codercto.com/a/42991.html][https_www.codercto.com_a_42991.html]

[016db0bfffbe44068028fad2aac23d6f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/016db0bfffbe44068028fad2aac23d6f.png
[d154fbf8eb0e4bbe9916619242030de9.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d154fbf8eb0e4bbe9916619242030de9.png
[52118a27c4c44027bbfc930d27d7f548.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/52118a27c4c44027bbfc930d27d7f548.png
[6c5aff24dc8846b486a14919de7de3cd.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/6c5aff24dc8846b486a14919de7de3cd.png
[c11d8642ebb84d08a1910c8bd1396aa8.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c11d8642ebb84d08a1910c8bd1396aa8.png
[https_github.com_djilk_ROSBridgeClient]: https://github.com/djilk/ROSBridgeClient
[https_blog.csdn.net_dzjoke_article_details_116056180]: https://blog.csdn.net/dzjoke/article/details/116056180
[fb109069a7114c638d549e5cda4ecc18.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/fb109069a7114c638d549e5cda4ecc18.png
[https_blog.csdn.net_qq_41821678_article_details_120976232]: https://blog.csdn.net/qq_41821678/article/details/120976232
[https_github.com_UbiquityRobotics_Robot_Commander]: https://github.com/UbiquityRobotics/Robot_Commander
[https_github.com_1hada_android_rosbridge_teleop]: https://github.com/1hada/android_rosbridge_teleop
[https_github.com_Hongshuai-Wang_RosAppCtrl-rosbridge]: https://github.com/Hongshuai-Wang/RosAppCtrl-rosbridge
[rosbridge]: https://www.guyuehome.com/33752
[rosbridge - _ _jianshu.com]: https://www.jianshu.com/p/6374033447d9/
[http_wiki.ros.org_rosbridge_suite]: http://wiki.ros.org/rosbridge_suite
[https_github.com_RobotWebTools_rosbridge_suite_blob_groovy-devel_ROSBRIDGE_PROTOCOL.md]: https://github.com/RobotWebTools/rosbridge_suite/blob/groovy-devel/ROSBRIDGE_PROTOCOL.md
[http_wiki.ros.org_roslibjs]: http://wiki.ros.org/roslibjs
[https_github.com_RobotWebTools_roslibjs]: https://github.com/RobotWebTools/roslibjs
[https_www.bilibili.com_video_av6293256]: https://www.bilibili.com/video/av6293256/
[https_blog.csdn.net_wjydym_article_details_95380260]: https://blog.csdn.net/wjydym/article/details/95380260
[https_blog.csdn.net_XCCCCZ_article_details_86773609]: https://blog.csdn.net/XCCCCZ/article/details/86773609
[https_blog.csdn.net_XCCCCZ_article_details_89739759]: https://blog.csdn.net/XCCCCZ/article/details/89739759
[https_blog.csdn.net_GreatSimulation_article_details_108899572]: https://blog.csdn.net/GreatSimulation/article/details/108899572
[https_github.com_KEYD111_TestRosBridge]: https://github.com/KEYD111/TestRosBridge
[https_www.codercto.com_a_42991.html]: https://www.codercto.com/a/42991.html