ROS开源软件在Windows系统的重构

摘要

随着科学技术的进步和社会需求的发展，移动机器人的研究受到了越来越广泛的关注。近年来，移动机器人研发领域对代码复用和模块化的需求越来越强烈。ROS机器人操作系统应运而生，它是基于Linux的用于机器人的一种后操作系统，以其开源合作的宗旨和分布式处理的特点，在机器人研究领域取得了突出的成就。
　　本文在充分研究ROS机器人操作系统的开源资源的基础上，提出了发展基于Windows机器人操作系统模块化设计的想法，通过移植ROS开源机器人应用程序包，实现其研究思路与成果的更有效利用，实现在Windows操作系统上相应功能的重构。
　　本研究选取了一个具有代表性的 ROS开源例子，首先对Linux操作系统与Windows操作系统的差异性进行分析，给出重构实现方法，并就栅格地图的构建原理进行研究；然后就移动机器人SLAM地图构建的实例程序包进行分析，就其环境数据获取、坐标转换与地图构建三个开源程序包进行分析说明；最后提出在Windows操作系统下重构该实例的实现方法，并分别从这三个方面提出具体重构方法，最终得出研究结论。
　　鉴于Windows操作系统与Linux操作系统的差异性，提出基于Windows的地图构建重构的实现方法为：自行编写、直接继承和移植继承。
　　（1）自行编写：某些程序调用 ROS独有的头文件、通信机制等的部分，这部分的重构只能采取自行编写的方法。
　　（2）直接继承：某些程序有Linux和Windows两个不同版本，不需要对开源程序进行移植，只需要对Windows程序进行少许调整，即可实现相同的功能。
　　（3）移植继承：Linux操作系统中，还提供一些额外的C语言库函数，包括实现统一操作接口、文件状态接口和文件控制接口等。程序调用Linux操作系统特有函数库的无法在Windows操作系统下使用，但可以通过在Windows操作系统上寻找替代函数来实现移植继承。
　　本文给出了ROS地图构建实例在Windows操作系统上重构的实现方法，在此基础上进一步研究Windows机器人的模块化设计，为Windows机器人的发展提供了依据。

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第一章 绪论

1.1选题背景

1.2论文研究的意义、主要内容及章节安排

第二章 预备性知识

2.1Linux与Windows的区别与重构方法

2.2基于激光的环境提取与栅格地图构建

2.3本章小结

第三章 ROS开源软件的研究

3.1简介

3.2ROS地图构建实例功能及组成

3.3hokuyo_node激光驱动程序

3.4tf坐标转换程序

3.5gmapping地图构建程序

3.6本章小结

第四章 Windows下ROS实例的重构

4.1Windows下实现重构的任务简介

4.2Windows下重构的具体实现方案

4.3本章小结

第五章 结论和展望

5.1研究结论

5.2研究展望

参考文献

致谢

作者简介

1.基本情况

2.教育背景