ROS机器人的多机通信
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1.前置知识
要理解和配置正确ROS机器人的多机通信，以下基本概念必须了解。
只有ROS1机器人才需要配置多机通信。
1.1本机/终端的概念
同时按下键盘的Ctrl+alt+T按键，或者单击右键再左键单击【打开终端(E)】，所打开的终端，就是“本机”的终端。下图1-2的终端为虚拟机的“本机”终端。
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图 1-1 打开终端
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图 1-2 虚拟机终端
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图 1-3 ssh登录之后的终端不再是“本机”终端
打开终端，进行ssh登录之后的终端不再是“本机”终端，如图1-3所示，在虚拟机打开虚拟机本机终端后，进行了ssh登录，登录到了ROS小车的终端。可以看到终端左侧的绿字从“wheeltec-client@ubuntu”变为了“wheeltec@wheeltec”，这代表ssh登录之后，再输入命令获取的信息（如ip地址）都是ROS小车的信息，而不是对应的虚拟机。
终端左侧的绿字的含义为“用户名@主机名”，其中用户名对我们来说才是有意义的。以什么的ssh登录为例子：
虚拟机(本机)终端=wheeltec-client终端=虚拟机ssh登录前的终端
ROS小车终端=wheeltec终端=虚拟机ssh登录后的终端
总结：本机终端，就是打开后没有进行ssh登录的终端，此时输入命令获取的信息（如ip地址）都是本机的信息。
1.2如何查看ip地址
在终端输入命令【ifconfig】或者【ip a】都可以看到ip地址。
如下图1-4所示，在虚拟机本机终端输入命令ifconfig，可以看到虚拟机的ip地址是192.168.0.136。一般192.168开头的inet地址才是有效的ip地址，如果不确定ip地址，可以联系客服确认，提供带用户名的ifconfig截图即可。
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图 1-4 虚拟机的ip地址
如下图1-5所示，在ROS小车wheeltec终端输入命令ifconfig，可以看到ROS小车的ip地址是192.168.0.100。一般192.168开头的inet地址才是有效的ip地址，如果不确定ip地址，可以联系客服确认，提供带用户名的ifconfig截图即可。
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图 1-5 ROS小车的ip地址
1.3ip地址什么情况下会发生变化
1.①手动修改/固定ip地址
无论是ROS小车还是虚拟机，它的ip地址都是可以被修改/固定的，如何固定需要学习以下视频教程：
【ROS机器人资料\2.ROS从底层源码到进阶应用系列教程\6.ROS相关的ubuntu基础教程\3.虚拟机ubuntu配置静态ip】
【ROS机器人资料\2.ROS从底层源码到进阶应用系列教程\6.ROS相关的ubuntu基础教程\4.在ROS主机中配置静态ip】
ROS多机通信的配置很简单，不进行、不了解ip地址固定也可以配置完成，本文内容较多，只是因为需要对大家经常延伸出来的疑问进行解答。
特别提醒：固定ip地址后，ROS小车和虚拟机都无法再上网。
2.②ROS小车
ROS小车在出厂的时候的网络都是工作在热点模式（即发出wifi），同时ROS小车的ip地址被固定为了192.168.0.100。
如果ROS小车从热点模式，改为了连接wifi的模式，那么ROS小车的ip地址就会发生变化。
此时需要进行ROS多机通信配置，那么需要继续往下学习本文档。
或者还原ROS小车网络为热点模式，需要学习视频教程【ROS机器人资料\2.ROS从底层源码到进阶应用系列教程\6.ROS相关的ubuntu基础教程\5.Ubuntu创建热点与切换wifi教程】。
有时候，ROS小车接入网线后，也会导致ip地址变化，此时同样需要进行ROS多机通信配置，那么需要继续往下学习本文档。
3.③虚拟机
虚拟机的ip地址默认被固定为了192.168.0.136，这会导致虚拟机无法上网。
如果希望虚拟机可以上网，需要学习视频教程【ROS机器人资料/2.ROS从底层源码到进阶应用系列教程\3.ROS应用视频教程\1.快速搭建ROS虚拟机环境与常见故障排查】的9分40秒后的内容。
虚拟机可以上网，虚拟机的ip地址会发生变化。
1.4ROS主机与从机的概念
只有ROS主机运行了roslaunch或者roscore命令之后，ROS主机才可以运行其它ROS相关命令。
只有ROS主机运行了roslaunch或者roscore命令之后，ROS从机才可以运行roslaunch和其它ROS相关命令。并且，ROS从机无法运行roscore命令。
ROS主机只能存在一个，ROS从机的数量没有限制，但是实际需要考虑网络带宽和延迟。不会存在多个ROS主机的矛盾，往下学习即可理解。
ROS小车、虚拟机，谁是主机谁是从机，可以自由配置，但是基于前面两条原则，显然设置ROS小车为ROS主机更好，如何配置，需要继续往下学习本文档。出厂的时候默认已配置ROS小车为主机，虚拟机默认配置为从机。
1.5ROS多机通信的物理要求
ROS主从各个机器，必须在同一个局域网内，无论是通过无线wifi还是网线。实现在同一个局域网内的方式可以有：
①ROS主从各个机器中的一台机器发出wifi热点，其它各机连接该wifi热点。
②ROS主从各个机器连接同一个外部wifi。
③ROS主从各个机器连接同一个交换机的网线。
注意：如果手动修改/固定了机器的ip地址，需要注意所有机器的ip地址的前三段必须是一致的，例如【192.168.0.100】、【192.168.0.136】中的【192.168.0】。
 
 
 
 
 
 
 
 
1.6.bashrc文件的相关概念
无论是虚拟机终端还是ROS小车终端，在它们的系统主目录下都有一个文件【.bashrc】，如下图1-6所示。
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图 1-6 .bashrc文件
这个文件前缀是【.】为隐藏文件，如果看不见，需要同时按下按键【ctrl+h】，以显示隐藏文件。
我们的ROS多机通信配置的内容是写在这个文件里面的。
这个文件在每次打开终端的时候系统都会自动执行一遍。
ROS小车的【.bashrc】，会在从虚拟机ssh登录到ROS小车的时候，系统自动执行一遍。
1.7终端与文件路径的关系
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图 1-7 终端与文件路径
如图1-7所示。
每次打开终端的时候，终端对应的文件路径其实就是【主目录】，文件路径为【/home/用户名】，可以使用命令【pwd】确认当前终端对应的文件路径。
使用命令【ls -a】可以看到当前终端目录下的所有文件、文件夹（包括隐藏的）。
使用命令【cd 文件夹名称】会改变当前终端目录。
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2.如何配置ROS多机通信
2.1确认各机器的IP地址
学习【1.2如何查看ip地址】，假设存在两个机器/终端：ROS小车和虚拟机，确认了它们的ip地址分别是：
ROS小车：192.168.0.100
虚拟机：192.168.0.136
2.2确认要设置哪个机器为主机
假设要设置ROS小车为主机，主机只能有一个，虚拟机自然只能为从机。
2.3使用命令手动进行配置
在主机，打开终端，输入以下命令，主机即可完成配置：
export ROS_MASTER_URI=http://192.168.0.100:11311 
export ROS_HOSTNAME=192.168.0.100
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图 2-1 主机配置
在从机，打开终端，输入以下命令，从机即可完成配置：
export ROS_MASTER_URI=http://192.168.0.100:11311 
export ROS_HOSTNAME=192.168.0.136
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图 2-2从机配置
配置的本质公式如下
export ROS_MASTER_URI=http://主机地址:11311 
export ROS_HOSTNAME=本机地址
【ROS_MASTER_URI】代表的是主机地址,。
在2.1、2.2节已经确定主机是ROS小车，其ip地址是192.168.0.100，故无论是在主机还是从机上的【ROS_MASTER_URI】都设置为【http://192.168.0.100:11311】。
【ROS_HOSTNAME】代表的是本机地址。
在2.1、2.2节已经确定主机的本机地址是192.168.0.100，从机的本机地址是192.168.0.136，故在主机、从机上分别设置【ROS_HOSTNAME】为192.168.0.100、192.168.0.136。
2.4使用.bashrc文件进行配置
2.3节的手动配置，在机器重启后会失效。每次重启都执行一次配置，会很麻烦。
在1.6节我们知道.bashrc文件在每次打开终端的时候系统会自动执行一遍。
所以我们可以把多机通信配置的命令写到.bashrc文件内，这样就不用每次重启都重新执行一次配置了。
export ROS_MASTER_URI=http://主机地址:11311 
export ROS_HOSTNAME=本机地址
.bashrc文件就是一个文本文件，如何打开和编辑文本文件，可以学习视频教程【ROS机器人资料\2.ROS从底层源码到进阶应用系列教程\6.ROS相关的ubuntu基础教程\2.ubunru中常用文本编辑器的介绍】。
我们轮趣提供的ROS小车、虚拟机内的.bashrc文件都是已经写好多机通信配置命令了的。
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图 2-3 轮趣ROS小车的.bashrc文件
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图 2-4 轮趣虚拟机的.bashrc文件
如图2-3、2-4所示，使用gedit命令打开ROS小车、虚拟机的.bashrc文件，可以看到多机通信配置命令。
2.5使.bashrc文件的配置生效
.bashrc文件在编辑、保存后，已经打开的终端需要执行命令【source .bashrc】以执行.bashrc文件，才能使改变生效。
.bashrc文件在编辑、保存后，新打开的终端，会自动执行.bashrc文件，使改变生效。
 
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3.配置错误会出现的问题
3.1主机的ROS_MASTER_URI配置错误
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图 3-1 常见错误1，roscore命令
RLException: ERROR: unable to contact ROS master at [http://192.168.0.101:11311]
The traceback for the exception was written to the log file
 
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图 3-2 常见错误2，roslaunch命令
WARNING: ROS_MASTER_URI [http://192.168.0.101:11311] host is not set to this machine
解决方案：按照【2.如何配置ROS多机通信】教程，确认主机ip地址，修改主机.bashrc文件，source .bashrc使用修改生效。
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3.2主机的ROS_HOSTNAME配置错误
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图 3-3 常见报错，roslaunch命令
RLException: Unable to contact my own server at [http://192.168.0.101:37703/].
This usually means that the network is not configured properly.
A common cause is that the machine cannot connect to itself.  Please check
for errors by running:
	ping 192.168.0.101
For more tips, please see
	http://wiki.ros.org/ROS/NetworkSetup
The traceback for the exception was written to the log file
解决方案：按照【2.如何配置ROS多机通信】教程，确认主机ip地址，修改主机.bashrc文件，source .bashrc使用修改生效。
3.3从机的ROS_MASTER_URI配置错误
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图 3-4 常见错误
ERROR: Unable to communicate with master!
Could not contact Ros master at [http://192.168.0.101:11311],retrying...
解决方案：按照【2.如何配置ROS多机通信】教程，确认主机ip地址，修改从机.bashrc文件，source .bashrc使用修改生效。
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3.4从机的ROS_HOSTNAME配置错误
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图 3-5 无报错，但是其它机无法接收到从机信息
从机的ROS_HOSTNAME配置错误，会导致从机发出的信息，无法被同一个局域网内的其它ROS机器接收、处理到。
这个问题在使用的时候不会直接报错，但是有一个导航使用问题：在虚拟机可以运行rviz，但是在rviz设置导航目标点后，ROS小车没有反应，这就是因为虚拟机rviz设置的目标点信息，ROS小车没有接收、处理到。
解决方案：按照【2.如何配置ROS多机通信】教程，确认从机ip地址，修改从机.bashrc文件，source .bashrc使用修改生效。
 
4.多机通信相关的视频教程
【ROS机器人资料\2.ROS从底层源码到进阶应用系列教程\2.ROS基础干货视频教程\8.ROS多机通信设置】
【ROS机器人资料\3.ROS开发手册\1.WHEELTEC ROS机器人功能使用与解析.pdf\2. 多机通信】
 