ROS（Robot OperatingSystem）是开源的机器人系统平台。使用这个之后，机器人就可以看见东西、测绘、导航，或是以最新的算法作用于周围的环境当中。假如想要制造复杂的机器人，已经准备好的ROS程序代码就能派上用场。ROS能在最低限度下运用。这可以透过Raspberry Pi等级的计算机安装。

做为ROS的入门篇我们来看看如何控制伺服机。伺服机的缺点是会尽快遵照指令运转，因此头部常常会突然活动，以至于失去平衡。不过使用ROS之后，就可以进行正弦曲线运动，让机器人保持稳定。由于可以在ROS当中进行这项操作，因此无须改写控制用的程序代码。另外，连接伺服机和ROS的程序代码，以及伺服机的硬件都无须变更。再者，程序代码还可以任意使用。

ROS很适合用在Ubuntu或Debian上，无须编译。建置时要在Linux机器上执行Ubuntu，使用业余用伺服机、Arduino和普通的导线。ROS要在Ubuntu机器上启动，讯息则透过USB传送到Arduino。只要安装二进制的ROS套件，就会在主控台程序（像是gnome-terminal或konsole）追加以下指令，这样Arduino系统就能辨识ROS函式库。

cd~/sketchbook/libraries

rm-rf ros_lib

rosrunrosserial_arduino make_l ibraries.py .

Arduino的程序

接下来要将程序代码上传到Arduino当中，执行低阶的伺服机控制，以便能从Linux机器操作。这时要以限制范围内的百分比（0.0～1.0）指定伺服机的位置。之所以使用百分比而不是写明角度，是因为Arduino的程序代码限制了正确的角度，要避免在指定角度时发生冲突。

就如各位所见，使用ROS之后，一般的循环函数就会变得相当简单。循环函数只会订阅（subscribe）数据，任何Arduino循环都一样。设定时要将ROS初始化，将各个ROS讯息订阅者的订阅叫出来。每个订阅者会占据Arduino的RAM，数量取决于要用程序代码做什么，以6个到12个为限。

#include

#include

#include

#include

#define SERVOPIN 3

Servo servo;

void servo_cb( const std_msgs::Float32& msg )

{

const float min = 45;

const float range = 90;

float v = msg.data;

if( v > 1 ) v = 1;

if( v < 0 ) v = 0;

float angle = min + (range * v);

servo.write(angle);

}

ros::Subscriber

ros::NodeHandle nh;

void setup()

{

servo.attach(SERVOPIN);

nh.initNode();

nh.subscribe(sub);

}

void loop()

{

nh.spinOnce();

delay(1); }

接下来要设法透过Arduino在ROS的世界说话。最简单的方法是使用机器人启动档。虽然以下的档案内容非常简单，但是这里要追加启动档，如此一来即使是非常复杂的机器人，也能用一个指令启动。

$ cat rosservo.launch

$ roslaunch ./rosservo.lanch

rostopic指令可以看出ROS讯息传送到机器人的哪个部位。看了下面的程序代码就会发现，「/head/tilt」可以透过Arduino使用。讯息要使用「rostopic」传送。-1的选项只会发布（publish）讯息一次，通知/head/tilt传送一个浮点数。

$ rostopic list

/diagnostics

/head/tilt

/rosout

/rosout_agg

$ rostopic pub -1 /head/tiltstd_msgs/Float32 0.4

$ rostopic pub -1 /head/tilt std_msgs/Float320.9

这个阶段当中，能够将所有发布数值到ROS的已知方法用在控制伺服机上。假如从0改成1，伺服机就会全速运行。这本来并没有问题，但实际上我们想要逐渐加速以达到全速，然后再逐渐减速，停在目标角度上。假如伺服机骤然运转，机器人的动作就会变得僵硬，让周围的人吓一跳。