[轉]使用rosbridge協議實現安卓跟ros的解耦

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安卓與ROS通訊的現狀

因為ROS官方支援的語音綁定只有C++和Python，所以目前安卓想與ROS通訊，必須藉助半官方的rosjava包，而Rosjava太重了，因為它跟C++/Python一樣，是一個全功能的ROS綁定，意即你可以在Java（android）平台上建立Master Node，然後其他Node（C++/Python）可以連上這個Master，進行分布式通訊！這對於案頭Java或許還能接受，但對於android實在是過於複雜了。 
另外，rosjava的gradle指令碼太複雜，需要很深的gradle知識才能將其整合到自己的android工程，很多公司（比如我們-_-!）嫌麻煩直接匯入rosjava的demo工程，然後將自己的代碼添加進去，團隊裡如果有新人加入，則還要重新搭建一個rosjava環境，太麻煩了

rosbridge協議

很多人都覺得移動平台or嵌入式系統要實現跟ROS進行分布式通訊成本太高昂，大家尋思用C/S架構可能更符合移動平台的需求，於是提出了rosbridge協議，該協議的基本思想是將節點間的分布式通訊，改成client節點與一個代理節點進行C/S通訊，然後代理節點再將請求轉寄給server節點，這樣移動端就不需要實現整個ROS平台，只需要跟代理節點通訊即可。 
這是一篇比較rosjava跟rosbridge優劣的pdf，簡單來說，就是移動平台以犧牲做server節點的代價，換來了輕量級ROS互動的能力。不過特殊情況下rosjava還是有用的，比如機器人的底盤調用機械臂的service，如果機械臂只支援rosbridge，則調用不可行——不過這種情況通過pub/sub應該也能解決。

ROSBridgeClient庫

要讓android能收發rosbridge訊息，首先要支援WebSocket這種特殊的傳輸通道才能實現android接收ROS端publish（推送）過來的訊息，目前實現WebSocket的大部分集中在案頭Java，比如Jetty、Netty等，其中Jetty因為用到了某些Dalvik VM不支援的java類而導致不能在android上使用。另外android自身的webview對WebSocket的支援較晚，不能保證全機型覆蓋，所以Java-WebSocket這個用java.nio包裡的類實現的WebSocket就脫穎而出。 
有了傳輸通道，剩下的就是怎麼組包發送了，這個庫不僅要將發送的Java類型轉換成語言無關的ROS訊息類型（反之亦然），還要將ROS操作（訂閱、發布、調用service、廣播topic等）轉換成rosbridge裡規定的json串，在評估了java_rosbridge庫和ROSBridgeClient庫後，我選擇了後者，因為前者雖然更小巧，但是用的jetty來實現WebSocket通訊，沒法跑在android上

添加std_msgs包裡的訊息類型

在試用ROSBridgeClient庫的過程中，我發現作者連std_msgs裡的訊息類型——例如String——都沒有實現，卻而代之的，是一個精巧的註解加反射機制實現的meta message類型，要擴充很簡單，見我fork出來的repo 
在摸索std_msgs的過程中，我弄明白一個機制：ROS的內建類型其實並不是實際存在的，它必須對應到具體語言的內建類型，所以為了跨語言通訊，所有Message只能使用Wrapper類型，這就解釋了為什麼std_msgs包裡一堆wrapper了，因為每個msg檔案裡的內建類型（比如string），都是不存在的，必須對應到Java的String，或Python的str、或C++的std::string，唯獨不能對應ROS的string，因為ROS不是一門語言。

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