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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在机器人功能日益复杂的情况下，如何简单快速地为机器人构建所需的软件系统是一个值得探讨的问题。就机器人方向而言，发展日趋迅速，功能层次化要求不断加深，跨平台多平台通信计算不断拓展，硬件功能愈来愈复杂，仿真需求不断加深。不同机器人开发平台及工具也应运而生，比如有微软公司的 robotics developer studio (mrds)集成开发环境，美国卡内基梅隆大学的 carmen 工具箱等等。这些工具涵盖了机器人领域的各个方面，在其中，机器人操作系统(robot operating system,ros)解决的是一些共性问题，比如易用性、开发效率、跨平台、多编程语言、分布式部署、代码可重用等，而这些也正是我们开发者所需要的，同时它支持 c 、python 等多种开发语言。除了官方提供的功能包之外，ros 还聚合了全世界开发者实现的大量开源功能包，这些开源功能包与 ros 一起构成了强大的开源生态环境。

本文基于ros设计一个多传感器硬件平台的通信控制系统，同时借助ros的代码可重用性和跨平台效率有效的利用起硬件系统，重写传感器硬件驱动适配ros系统，实现通过ros读取各个传感器的数据，基于获取的数据，分析后能对硬件进行实时的控制，实现一种简易的机器人控制平台。鉴于此，很多嵌入式平台的底层开发就能借助ros实现更加易用，跨平台，分布式等功能，使得算法设计与底层驱动能有效的分离。

国内外研究现状

ros最早由stanford university开发设计，在2007年ros正式发布，由柳树车库发起。至今为止，ros已经相继发布了十多个版本。ros实际上一个中间件/类操作系统，它连接着真正的操作系统和你写的程序，它提供了类似操作系统的功能,包括硬件抽象，底层设备控制，常用函数实现，进程间消息传递，包管理以及一些用于获取、建立、编写和运行多机整合程序的工具程序和软件库。框架 工具 功能 社区，这推动着ros不断向前发展。

2. 研究的基本内容

1.对整个通信控制系统进行需求规划，按照什么样的方式发布消息和控制信息

2.学习c 和python语法，深入理解驱动方法。

2.学习并探究arduino或者其他硬件控制设备的使用方法，使用python或c 能直接写出控制硬件或者读取硬件信息的方法

3. 实施方案、进度安排及预期效果

通信控制部分：

ros的通信方式分为以下几种

1.topic，ros中的异步通信方式，node之间通过publish-subscribe机制通信，一个topic可以有多个subscriber，并且不受影响，也可以有多个publisher

4. 参考文献

[1]张玉林,陈勇林.基于ros平台的移动机器人运动分析与仿真[j].机器人技术与应用,2018(05):37-41.

[2]黄武陵.基于ros构建无人驾驶车辆环境感知系统[j].单片机与嵌入式系统应用,2016,16(11):5-9.

[3]黄开宏,杨兴锐,曾志文,卢惠民,郑志强.基于ros户外移动机器人软件系统构建[j].机器人技术与应用,2013(04):37-41 44.