ROS （无人机、机器人）与外部系统对接
ROS （无人机、机器人）与外部系统对接
一开始在做机器人项目时，会遇到一个挺常见的问题：ROS 里的数据和能力要怎么给外部系统用？比如前端网页要遥控小车、手机要看传感器数据，或者要上报到云端。最开始我以为只能自己写一堆桥接逻辑，后来发现其实有现成的库能省掉很多事.
这里分享一下我调研和用过的几种方法，希望能帮到同样在折腾的同学.
一、rosbridge：用 WebSocket 把 ROS 搞到浏览器里
rosbridge provides a JSON interface to ROS, allowing any client to send JSON to publish or subscribe to ROS topics, call ROS services, and more. rosbridge supports a variety of transport layers, including WebSockets and TCP.
第一次尝试rosbridge 是因为要做个网页控制无人机的 demo。当时惊喜地发现 roslibjs 真的是“几行代码就能让浏览器连上 ROS”
它的原理很简单：在 ROS 里起一个 rosbridge 节点，它把 ROS topic、service、action 都转换成 JSON，通过 WebSocket 暴露出去。然后浏览器或者别的客户端只要用 roslibjs、python、java 之类的库，就能直接发/收消息
我觉得 rosbridge 的几个优点：
- 开箱即用，配置好就能跑
- 支持多语言，尤其浏览器端最方便
- ROS1 和 ROS2 都能用（不同分支）
⠀所以结论是：做 Web 控制、低频传感器数据、快速原型非常合适
二、MQTT：工业味更重的方案
另一个方案是用 MQTT。我看到亚琛工业大学开源了一个 mqtt_client（C++ 写的），专门把 ROS2 和 MQTT 互通起来
优点：
- MQTT 在 IoT 和工业里用得太多了，配合云平台（AWS、阿里云之类）很顺手
- 支持 QoS，掉线重连这些都很成熟
- C++ 实现的桥比 python rosbridge 更稳一些
⠀不足：
- 主要是 ROS2 用，ROS1 要自己想办法
- Topic 映射和消息格式得自己设计（JSON/Protobuf 都行）
⠀我觉得它更适合长期跑在工业网关或者边缘设备上，不太适合前端直接用，要做“机器人上云”的话，它是一个靠谱的选择
三、自己写桥接：灵活但麻烦
当然也可以自己写，比如 REST、gRPC、WebRTC、甚至直接 TCP 都行。好处是完全按自己需求来：要快就走二进制，要兼容就用 HTTP/gRPC
问题是开发和维护成本挺高，要考虑序列化、鉴权、断线重连等等。如果只是小团队做原型，可能得不偿失；但如果是要做成产品，或者对延迟/带宽特别敏感，还是有必要
四、我的几个经验
1 Web 前端遥控？ 直接用 rosbridge + roslibjs，最省事
2 工业云对接？ 用 MQTT，桥接到云端消息队列，稳定性好
3 大数据（视频、点云）？ 千万别走 JSON。要么走专门的流媒体通道（WebRTC/RTSP），要么先压缩/上传到对象存储，只传个 URL。
4 安全性：别直接把 rosbridge 或 MQTT 暴露到公网。加 TLS、账号密码，或者干脆套 VPN
5 时间同步：不同设备跑在一起一定要对好时钟，不然数据分析时会很乱
五、小结
- 要快：rosbridge
- 要稳：MQTT
- 要极致：自定义桥接
⠀我自己的做法是：用 rosbridge 快速验证功能，用 MQTT 或自研桥接上生产
以后有机会我再写一篇，把“Web 控制 + 视频流”的完整架构和代码贴出来。那才是真正能跑在实际机器人上的一套方案
相关资料：
- rosbridge_suite: https://github.com/RobotWebTools/rosbridge_suite
- mqtt_client: https://github.com/ika-rwth-aachen/mqtt_client