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第三章《ROS基础》内容总结

核心内容：

1. 第一个ROS例程：通过turtlesim功能包实现小乌龟仿真控制
2. 工作空间与功能包：
   • 工作空间结构（src/build/devel）
   • catkin_init_workspace和catkin_make命令
3. 开发环境搭建：
   • Eclipse工程配置（头文件路径/编译设置）
   • RoboWare Studio的安装与可视化开发
4. 通信机制实践：
   • 话题通信（Publisher/Subscriber）
   • 服务通信（Server/Client）
   • 自定义消息（msg）和服务（srv）
5. 高级特性：
   • 命名空间与重映射
   • 分布式多机通信
   • TF工具基础使用

重难点分析：

1. 工作空间覆盖机制（环境变量优先级）
2. 自定义消息/服务的实现流程（msg/srv文件定义、依赖包配置、编译生成）
3. 分布式通信环境变量设置（ROS_MASTER_URI/ROS_HOSTNAME）
4. launch文件参数配置（/区别）
5. TF坐标变换基础（广播器/监听器实现）

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10道进阶多选题

1. 关于工作空间覆盖机制，以下描述正确的有：
   A. 后source的工作空间优先级更高
   B. echo $ROS_PACKAGE_PATH显示路径顺序决定覆盖优先级
   C. 系统级功能包优先级总是高于用户空间
   D. 覆盖机制仅影响功能包搜索不影响编译结果

2. 实现自定义话题消息时需要进行的操作包括：
   A. 在msg目录下创建.msg文件
   B. 修改CMakeLists.txt添加message_generation依赖
   C. 必须在package.xml中添加std_msgs依赖
   D. 需要执行catkin_make install生成头文件

3. 分布式多机通信的正确配置方法：
   A. 所有机器必须设置相同的ROS_MASTER_URI
   B. 从机需要设置ROS_IP环境变量
   C. 主机需要开放11311端口
   D. 必须修改/etc/hosts文件配置域名解析

4. 关于launch文件的参数设置，错误的有：
   A. <param name="rate" value="10"/>设置全局参数
   B. <arg name="model" default="robot"/>定义启动参数
   C. <param name="frame_id" command="$(find pkg)/script.py"/>执行命令获取参数
   D. <rosparam command="load" file="$(find pkg)/config.yaml"/>加载YAML参数

5. TF坐标变换实现的关键步骤包括：
   A. 使用tf::TransformBroadcaster发布变换
   B. 必须采用静态坐标变换（static_transform_publisher）
   C. 监听器需要继承tf::TransformListener类
   D. 坐标变换必须通过服务调用实现

6. 关于命名空间重映射，正确的说法是：
   A. rosrun package node __ns:=new_namespace修改节点命名空间
   B. <node name="talker" remap="chatter:=new_topic"/>重映射话题
   C. 私有命名空间参数访问格式为~/private_param
   D. 全局命名空间参数优先级高于私有命名空间

7. 服务通信与服务话题通信的主要区别体现在：
   A. 服务采用请求-响应模式
   B. 服务消息必须包含response字段
   C. 服务通过XML-RPC协议通信
   D. 服务适用于低频的RPC式调用

8. 正确编译包含自定义消息的功能包的步骤：
   A. 先编译依赖包再编译当前包
   B. 需要先执行catkin_make --only-pkg-with-deps
   C. 必须修改package.xml添加message_runtime依赖
   D. 每次修改msg文件后必须clean重新编译

9. RoboWare Studio的主要优势包括：
   A. 提供可视化launch文件配置界面
   B. 内置ROS节点依赖关系分析工具
   C. 支持Python代码自动补全
   D. 集成rqt图形化调试工具链

10. 在多机通信测试中出现[ERROR] Unable to communicate with master!的可能原因：
    A. 主机未启动roscore
    B. 防火墙阻塞11311端口
    C. ROS_MASTER_URI使用了localhost
    D. 未设置ROS_HOSTNAME环境变量

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答案与解析

1. AB

   • C错误：用户空间优先级高于系统包
   • D错误：覆盖机制影响功能包搜索路径，直接影响编译依赖

2. AB

   • C错误：std_msgs是默认依赖无需添加
   • D错误：生成头文件通过catkin_make而非install

3. AC

   • B错误：ROS_IP已弃用，应设置ROS_HOSTNAME
   • D错误：可通过IP直连无需域名解析

4. CD

   • C错误：command属性只能用于节点参数
   • D正确：rosparam可加载YAML文件

5. AC

   • B错误：动态变换更常见
   • D错误：TF通过话题通信

6. ABC

   • D错误：私有命名空间优先级最高

7. AD

   • B错误：服务定义包含request和response
   • C错误：服务使用TCP协议

8. AC

   • B错误：–only-pkg-with-deps非必须
   • D错误：增量编译即可

9. ABC

   • D错误：rqt是独立工具

10. ABD

    • C正确：localhost无法被其他机器访问
    • D正确：需设置可被解析的主机名