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为什么机器人操作系统ROS1、ROS2这么难学

zhangrelay 2023-04-20 原文

AI回复:

ROS1、ROS2是机器人操作系统,涉及到很多复杂的概念和技术,需要有一定的编程和机器人知识基础才能学习。此外,ROS1和ROS2的架构和设计也有很大的不同,需要花费一定的时间和精力去学习和适应。但是,一旦掌握了ROS1、ROS2的基本概念和技术,就可以方便地进行机器人开发和应用。

主要有两点:

  • 大部分学习者无兴趣,功利性学习或者教学课程被动学习;

  • 涉及知识点过于复杂,对各基础知识点融会贯通能力要求高。

计算机学不好,机器人也很难学好;

计算机编程掌握不好,机器人编程也很难掌握好。

这里,引用阿木实验室的一篇文章中的论述:

zhuanlan.zhihu.com/p/363404654
绝大部分人在学习ROS时,都会觉得ROS学习非常难,但学会之后往往又会觉得ROS学习简单,这是为什么呢?我们先来看一下大部分学习ROS的人一个情况。
目前来说,接触ROS的人大部分人都是大学生,可能是因为参加比赛,或者是兴趣爱好以及者职业规划等情况,从而开始接触学习ROS。于是开始通过身边的人或者百度搜索发现需要在电脑上安装Linux系统,开始捣鼓Linux系统安装,使用虚拟机安装装双系统,甚至于将Windows系统删除掉,只安装Linux系统。
在把Linux系统弄好之后,开始安装ROS,其中可能会遇到各种问题。在装好后学习ROS,在途中开始学习C++,Python等编程语言,其中不断地遇到问题,不断地解决……我相信很多学习ROS的人看到以上内容后都能引起共鸣,因为本人当初也是这样过来的。
其实大家仔细阅读上面的内容,会发现,你是奔着学习ROS的目的去的,但实际上你是在学习ROS的过程中会去学习Linux,C++,Python,而且这只是学习ROS必备的,还有一些同学会去学习嵌入式开发无人车、无人机等等内容。很多人以为自己只学习ROS,实际上需要学习更多相关的知识,只有当你对前面提到的事物有了一定的了解后,你才会清晰地认识到自己学习不只是ROS还有很多其他的东西。
另外,再加上很多人由于对这些Linux、c++、python、ros不了解,从而没有建立起正确的学习途径。比如说装好Linux系统后直接就开始学习ROS,这样其实是不对的,因为你对Linux系统不了解不清楚,所以很多操作是不对的,但是你并不清楚,在学习ROS过程中遇到的问题,你认为是ROS这边的问题,其实大部分是Linux操作不当或者有问题未处理导致的。想做ROS开发也是如此,也是需要C++或者Python编程语言的基础才行,有了这个基础之后再去学习ROS开发。
所以在这里,建议各位初学ROS的同学,希望这一篇文章能够给你们一个很好的指引。学会ROS的使用是需要有Linux基础的,学会ROS开发是需要有C++或者Python的基础。建议大家以这样一个流程去学习,先学习Linux操作系统,对这个操作系统认知比较全面。操作比较熟悉之后,再开始学习ROS基础,同步地学习C++或者Python,等到ROS基础和编程语言基础都比较好以后,开始尝试学习一些ROS开发相关的内容。

其实,如上只是操作基础,必备Linux、C++、Python。

如果要搞算法,数学基础更为重要。

AI回复:学习ROS机器人需要掌握线性代数微积分概率论等数学基础知识。

学习ROS机器人需要哪些计算机基础?

AI回复:学习ROS机器人需要具备一定的计算机基础,包括Linux操作系统、C++编程语言、计算机网络等方面的知识。同时,了解机器人控制、传感器、运动学、动力学等基础知识也是必要的。

学习ROS机器人需要哪些硬件基础?

AI回复:学习ROS机器人需要具备一定的计算机基础和编程基础,同时需要一台能够运行ROS的计算机,如笔记本电脑或单板计算机,还需要一些基本的硬件设备,如传感器执行器摄像头等。具体需要哪些硬件基础,需要根据具体的ROS应用场景来确定。

学习ROS机器人需要哪些软件基础?

AI回复:学习ROS机器人需要具备C++Python编程基础,以及Linux操作系统的基本知识。此外,还需要掌握一些基本的机器人学控制理论知识。

学习ROS机器人需要哪些算法基础?

AI回复:学习ROS机器人需要掌握基础的机器人学控制理论计算机视觉图像处理等算法基础。同时,了解机器人操作系统ROS的基本架构和使用方法也是必要的。

学习ROS机器人需要哪些理论基础?

AI回复:学习ROS机器人需要掌握计算机科学机器人学控制理论传感器技术等相关理论基础知识。同时,也需要具备一定的编程能力和实践经验。

学习ROS机器人需要哪些实践能力?

AI回复:学习ROS机器人需要具备编程机械电子等实践能力,同时需要了解机器人的基本原理和ROS系统的使用方法。具体来说,需要掌握Linux操作系统C++/Python编程语言机器人运动学传感器数据处理等技能。此外,还需要具备良好的问题解决能力和团队合作精神。


将ROS应用到工业机械臂领域需要注意哪些内容?

AI回复:

对于将ROS应用到工业机械臂领域,需要注意以下几个方面:

1.硬件选型:需要选择适合ROS的硬件,如支持ROS的传感器、控制器等。

2.软件开发:需要熟悉ROS的开发框架和工具,如ROS节点、话题、服务等。

3.通信协议:需要了解机械臂控制器的通信协议,如Modbus、CAN等。

4.运动规划:需要实现机械臂的运动规划,如逆向运动学、轨迹规划等。

5.安全性:需要考虑机械臂的安全性,如碰撞检测、急停等。

6.实时性:需要保证机械臂控制的实时性,如使用实时操作系统、优化算法等。

以上是将ROS应用到工业机械臂领域需要注意的内容。

将ROS应用到移动机器人领域需要注意哪些内容?

对于将ROS应用到移动机器人领域,需要注意以下几点:

硬件平台的选择:ROS支持多种硬件平台,但不同的平台有不同的特点和限制,需要根据具体应用场景选择合适的硬件平台。

传感器的选择和配置:移动机器人需要通过传感器获取环境信息,需要根据具体应用场景选择合适的传感器,并进行配置和校准。

控制算法的设计和实现:ROS提供了丰富的控制算法库,但需要根据具体应用场景进行选择和修改,以满足实际需求。

系统架构的设计和实现:ROS的系统架构非常灵活,可以根据具体应用场景进行定制和扩展,但需要考虑系统的可靠性、实时性和可维护性等方面。

软件开发和调试:ROS的软件开发和调试需要掌握一定的编程技能和工具使用方法,需要进行充分的测试和验证,以确保系统的正确性和稳定性。


总结一下,学习和掌握ROS机器人需要“文武全才”,理论和实践能力都要特别扎实。


以计算机基础为例,这个基础在ROS机器人中占比不到30%,数学理论等方面要30%,实践能力算40%。如上占比不严谨,仅作示意。

以我个人为例,在学习ROS机器人之前已经具备的部分基础(2005-2007):


掌握如上基础,并不能证明自己有能力驾驭机器人,但如果连如上基础都没有,也许就是大部分在ROS机器人方向,从入门到放弃的真实写照吧。

机器人学习和研究的周期是非常漫长的,积累3-5年刚入门非常正常。

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