1. Parameter Server

参数服务器是和 ros Master 属于同一进程的另一项功能模块。参数服务器通过维护一个字符串到各类数据的键值表，在一个网络可访问的数据库中储存系统的各项配置参数。各个节点可以对参数服务器进行读写。

ros 中的参数是用来进行配置，而不是进行数据通信的。用 ros 参数在节点中交换高频或大容量数据，你会发现性能完全跟不上，此类需求应该用 ros 消息来实现。

参数服务器的维护方式非常的简单灵活，总的来讲有三种方式：
(1)可以在node源文件代码中用 API 访问：

rospy.get_param()
rospy.set_param()
spy.search_param()
rospy.has_param()
rospy.delete_param() 
rospy.get_param_names()

（2）用命令行工具 rosparam与参数服务器交互。

（3）launch文件内读写。实际项目中我们对参数进行设置，尤其是添加参数，一般都不是在程序中，而是在launch文件中。因为launch文件可以方便的修改参数，而写成代码之后，修改参数必须重新编译。因此我们会在launch文件中将param都定义好。详见：roslaunch 详解。

2. 时钟 Time、Duration、Rate

rospy中的关于时钟的操作和roscpp是一致的，都有Time、Duration和Rate三个类。
Time和Duration前者标识的是某个时刻（例如今天22:00），而Duration表示的是时长(例如一周)。但他们具有相同的结构（秒和纳秒）。Rate的功能是指定一个频率，让某些动作按照这个频率来循环执行。

Time 和 Duration 之间可以进行加减运算（Time+Duration），但要注意没有Time+Time的做法。

duration1 = rospy.Duration(3*60) #创建3min时长
time_now1 = rospy.get_rostime() # or rospy.Time.now() 当前时刻的Time对象 返回Time对象
time_now2 = rospy.Time.now() + duration # Time加减Duration返回都是Time

duration2 = time_now2 - time_now1 #从t1到t2的时长，两个Time相减返回Duration类型
duration3 = duration2 - rospy.Duration(2*60) # 两个Duration相减，还是Duration
time_now3 = rospy.get_time() #得到当前时间，返回float 4单位秒
time_4 = rospy.Time(5) #创建5s的时刻

3. 定时器 Timer

rospy.Timer(Duration, callback)   
def my_callback(event):
print 'Timer called at ' + str(event.current_real)

rospy.Timer(rospy.Duration(2), my_callback)  # 第一个参数是时长，第二个参数是回调函数。
#每2s触发一次callback函数
rospy.spin()  # 只有spin才能触发回调函数

回调函数的传入值是TimerEvent类型。

4. Log

ROS为开发者和用户提供了一套日志记录和输出系统，这套系统的实现方式是基于topic，也就是每个节点都会把一些日志信息发到一个统一的topic上去，这个topic就是 /rosout 。 rosout 本身也是一个node，它专门负责进行日志的记录。我们在启动master的时候，系统就
会附带启动rosout。
包括了五个级别的
DEBUG INFO WARN ERROR FATAL
用法
rospy.loginfo（“info”，vel）

5. TF

wiki.ros/tf
tf/Tutorials
TF的相关数据类型，向量、点、四元数、矩阵都可以表示成类似数组形式，就是它们都可以用Tuple，List，Numpy Array来表示:
例如：

t = (1.0,1.5,0) #平移,可以用List表示成 t=[1.0,1.5,0],或 numpy.array(1.0,1.5,0)来表示。
q = [1,0,0,0] #四元数
m = numpy.identity(3) #旋转矩阵

TransformStamped.msg的格式规范如下：

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std_mags/Header header
	uint32 seq
	time stamp
	string frame_id
string child_frame_id
geometry_msgs/Transform transform
	geometry_msgs/Vector3 translation
		float64 x
		float64 y
		float64 z
	geometry_msgs/Quaternion rotation
		float64 x
		float64 y
		flaot64 z
		float64 w

header定义了序号，时间以及frame的名称。
child_frame_id 定义了子link坐标系的 id。
geometry_msgs/Transform 定义了两个frame之间的坐标变换，Vector3三维向量表示平移，Quaternion四元数表示旋转。

TF tree 是由很多的frame之间TF拼接而成。TF树的数据类型为tf2_msgs/TFMessage.msg。ROS Hydro版本以前的 tf 树为 tf/tfMessage.msg ，现已弃用。

tf.transformations 提供了一些基本的数学运算函数。

tf 常用指令：

rosrun tf view_frames  # 生成tf树信息的 frames.pdf 文件，打开pdf可以查看坐标系关系
rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree  # 直接查看tf 树信息
rosrun tf tf_echo [reference_frame] [target_frame]  # 两坐标系之间的转换关系

在很多api中，存在着target frame，source frame，parent frame，child frame，这些名字的参数。
source、target frame是在进行坐标变换时的概念，source是坐标变换的源坐标系，target是目标坐标系。
parent、child frame是在描述坐标系变换时的概念。也是child坐标系在parent坐标系下的描述。如果把child固结于一个刚体，那么这个变换描述的就是刚体在parent坐标系下的姿态。
从child到parent的坐标变换等于从parent到child的frame transform。

static_transform_publisher

static_transform_publisher工具的功能是发布两个参考系之间的静态坐标变换，两个参考系一般不发生相对位置变化
标定后发布机器人和相机的关系可以用 static_transform_publisher，
角度可以是四元数也可以是 RPY 角。最后一个是周期，周期越小频率越高.

rosrun tf static_transform_publisher x y z qx qy qz qw frame_id child_frame_id  period_in_ms

如果要放到launch中

<launch>
<node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="link1_broadcaster" args="1 0 0 0 0 0 1 link1_parent link1 100" />
</launch>

6. robot_state_publisher

robot_state_publisher uses the URDF specified by the parameter robot_description and the joint positions from the topic joint_states to calculate the forward kinematics of the robot and publish the results via tf.

7. 如何从另一个ROS包中导入python模块

参考：
ROS Import Python Module From Another Package
How to import python modules from different ROS packages
ROS Package中的Python使用规范
仅需两步：

导出 python module 到 ROS 全局命名空间。
将可执行文件导出到 ROS 全局命名空间。

例如，现在已经 build 了一个名为 robot_helper 的package：

robot_helper
├── api
│   ├── api.py
│   ├── api2.py
│   ├── my_test_exe
│   └── __init__.py
├── scripts
│   ├── manager.py
├── package.xml
├── CMakeLists.txt
├── setup.py

#And inside the api.py, you have some class
class MY_API():
    def __init__(self):

#And inside the api2.py, you have some class
class MY_API2():
    def __init__(self):

7.1 export the Python module (class)

在 api文件夹中创建一个空文件 __init__.py.
创建 setup.py,以帮助ROS系统找到该程序包。代码如下：

from distutils.core import setup
from catkin_pkg.python_setup import generate_distutils_setup

setup_args = generate_distutils_setup(
    packages=['my_api'],
	package_dir={
    
    '': 'api'}
)

setup(**setup_args)

在 CMakeLists.txt 文件的find_package后添加：

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  rospy
   ···
)
## Uncomment if the package has a setup.py
catkin_python_setup()

解析：

catkin_python_setup()会使 ros 运行setup.py.
_init__.py将文件夹内容公开给setup.py，如果安全的话，可以将__init__.py放在程序包的根目录中。
packages = ['my_python_stuff'] 告诉ROS查找python包，这与python模块无关,不要搞混。
package_dir = {''：'api'}告诉ROS将（./api）中的所有python文件放入全局 python环境中。

现在就可以在其他 packages 中导入 python 模块了，例如：

from api import MY_API
from api2 import MY_API2

install the executable

你可以在CMakeLists中找到：

## this is used only when you have a script and want to make is an executable
# catkin_install_python(PROGRAMS api/my_test_exe
#   DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION})

the my_test_exe is actually the file you created and made +x to it.
This my_test_exe is available inside the CMakeList Project name that is:
rosrun robot_helper my_test_exe

这会将包中所有的script 和 launch文件安装到系统lib文件夹中，以便所有python的脚本都可以访问该模块。