ROS2 介绍
ROS2的前身是ROS，ROS就是机器人操作系统（Robot Operating System）。 但ROS本身并不是一个操作系统，而是一个软件库和工具集。 Ros的出现解决了机器人各个部件的通信问题。 后来，越来越多的机器人算法被集成到ROS中。 ROS2继承了ROS，比ROS更强大更好用。
ROS2的设计目标和特点
ROS2肩负着改变智能机器人时代的历史使命。 在设计之初，就考虑到满足各种机器人应用的需求。
多机器人系统： 未来机器人不再是独立的个体，机器人之间也需要交流和协作。 ROS2为多机器人系统的应用提供了标准的方法和通信机制。
跨平台： 机器人应用场景不同，使用的控制平台也会有很大差异。 为了让所有的机器人都能运行ROS2，ROS2可以跨平台运行在Linux、Windows、MacOS、RTOS上。
实时： 机器人运动控制和许多行为策略都要求机器人是实时的。 例如，机器人必须在 100 毫秒内可靠地检测到前方的行人，或在 1 毫秒内完成运动学和动力学计算。 ROS2 是像这样实时提供基本要求的。
产品化： 大量的机器人已经进入我们的生活，未来还会越来越多，ROS2不仅可以用于机器人研发阶段，还可以直接安装在 产品并进入消费市场。 这也对ROS2的稳定性和鲁棒性提出了巨大的挑战。
项目管理： 机器人开发是一项复杂的系统工程。 设计、开发、调试、测试、部署全过程的项目管理工具和机制也将在ROS2中得到体现，方便我们开发机器人。
发行版本
ROS2和Ubuntu对应的发行版本和维护周期。
| ROS2 版本 | 发布日期 | 维护期限 | Ubuntu 版本 |
|---|---|---|---|
| Dashing | 2019.5 | 2021.5 | Ubuntu 18.04 (Bionic Beaver) |
| Eloquent | 2019.11 | 2020.11 | Ubuntu 18.04 (Bionic Beaver) |
| Foxy | 2020.6 | 2023.5 | Ubuntu 20.04(Focal Fossa) |
| Galactic | 2021.5 | 2022.11 | Ubuntu 20.04(Focal Fossa) |
| Humble | 2022.5 | 2027.5 | Ubuntu 22.04(Jammy Jellyfish) |
ROS和ROS2的比较
ROS2重新设计了系统架构。 两代ROS的架构变化如下：
OS Layer： OS层。在ROS2中，它可以构建在linux或其他系统上，甚至是没有操作系统的裸机。
Middleware Layer： 中间件层。ROS1的通信系统基于TCPROS/UDPROS，而ROS2的通信系统基于DDS。 DDS是分布式实时系统中数据发布/订阅的标准解决方案。
Application Layer： 应用层。ROS1依赖于ROS Master，而在ROS2中，节点之间使用了一种名为“Discovery”的发现机制来帮助彼此建立连接。
ROS设计了一套完整的通信机制（主题、服务、参数、动作）来简化机器人开发。 通过这种机制，可以连接机器人的各个部件。 这种机制设计了一个叫做Ros Master的节点，所有其他组件的通信都必须经过master节点。 一旦主节点挂掉，就会导致整个机器人系统的通信崩溃！ 所以不能利用Ros的不稳定性来做一些自动驾驶等高风险的机器人。 此外，还有以下缺点：
- 基于TCP的通信实时性差，系统开销大
- 对 python3 支持不友好
- 消息机制不兼容
- 无加密机制，安全性低
ROS2首先移除ROS中存在的master节点。 去掉主节点后，各个节点可以通过DDS节点相互发现，各个节点是平等的，可以实现一对一、一对多、多对多的通信。 使用DDS进行通信后，可靠性和稳定性得到了增强。
与只支持Linux系统的ROS相比，ROS2还支持windows、mac甚至RTOS平台。
Moveit2
MoveIt2 简介
MoveIt2 是ROS2中的一个集成开发平台，由多种用于操纵机械臂的功能包组成，包括：运动规划、操作、控制、逆运动学、3D感知和碰撞检测等。
核心功能
运动规划（Motion Planning）
MoveIt 2 提供基于 OMPL（Open Motion Planning Library）和其他第三方库的运动规划能力，支持多种规划算法和约束。逆向运动学（Inverse Kinematics, IK）
MoveIt 2 使用插件机制支持不同的 IK 解算器，能够快速计算机械臂的目标位姿。碰撞检测与避免（Collision Detection & Avoidance）
MoveIt 2 内置强大的碰撞检测功能，确保机器人在规划和执行运动时不会与周围环境发生碰撞。动态场景感知（Dynamic Scene Awareness）
MoveIt 2 支持动态更新环境模型，可以实时感知障碍物的变化。控制与执行（Control & Execution）
MoveIt 2 提供运动控制接口，与机器人硬件紧密集成，确保规划路径可以准确执行。可视化工具（Visualization Tools）
与 RViz 2 集成，支持直观的交互和调试功能，可以实时显示运动规划和执行过程。
MoveIt 2 的优势
基于 ROS 2 的实时性支持
ROS 2 的 DDS 通信架构赋能 MoveIt 2，在实时性和可靠性上有显著提升。模块化设计
MoveIt 2 采用模块化架构，支持用户根据需要加载或替换模块，提供极大的灵活性。跨平台支持
MoveIt 2 支持在多种操作系统（如 Ubuntu、Windows）和硬件平台上运行。活跃的社区支持
MoveIt 2 拥有一个全球化的开发者社区，持续提供更新、功能扩展和技术支持。
配置
URDF - 通用机器人描述格式。
SRDF - 包括机器人的关节组、虚拟关节和被动关节、机器人姿势、自碰撞，通常由用户使用 MoveIt2 设置助手创建。
MoveIt2 配置 - 包括关节限制、运动学、运动规划、感知和其他信息。这些组件的配置文件由MoveIt2设置助手自动生成 (MoveIt2配置助手)，并存储在机器人的相应MoveIt2配置包的配置目录中。