按机器人业务领域分类，每个包说明：用途 + 核心能力，都是工业 / 机器人必用、开箱即用的算法 & 业务能力，不是底层通信。
一、坐标变换与姿态算法（机器人最核心）
1.tf2系列（坐标变换核心算法）
tf2、tf2_ros、tf2_geometry_msgs、tf2_eigen功能- 多坐标系实时变换、坐标点 / 姿态互转
- 时间缓存、插值、坐标跟随、静态坐标发布
- 机器人底盘 / 雷达 / 相机 / 机械臂坐标系统一内置算法：四元数、欧拉角互转、姿态插值、坐标矩阵运算
2.geometry_msgs
- 姿态、向量、点、四元数、变换矩阵消息定义
二、导航与路径规划算法栈
1.nav2全套（Navigation2）
ROS2 官方导航框架，内置大量成熟算法：
- 路径规划：A*、Dijkstra、Theta*
- 局部避障：DWA、TEB 动态窗口算法
- 代价地图：静态地图、障碍物膨胀、分层代价
- 行为树导航：BT 任务调度、定点巡航、避障、恢复行为
- 定位融合、路径平滑、速度限幅、轨迹生成
2.slam_toolbox
- 2D 激光 SLAM 建图、定位
- 基于图优化、粒子滤波算法
3.cartographer_ros
- Google Cartographer 2D/3D SLAM
- 激光 + IMU 融合建图、回环检测、图优化
三、定位与融合算法
1.robot_localization
- EKF 扩展卡尔曼滤波、UKF 无迹卡尔曼
- IMU + 里程计 + GPS + 视觉 多源融合定位
- 姿态解算、位置平滑、误差补偿
2.imu_tools
- IMU 数据预处理、均值滤波、姿态估计、重力校正
四、机器视觉与图像处理
1.image_common/image_transport
- 图像压缩、传输、多路图像分发、格式转换
2.cv_bridge
- ROS 图像 ↔ OpenCV 格式互转
- 直接在 ROS2 里调用 OpenCV 视觉算法
3.vision_opencv
- 相机标定、手眼标定、视觉测距
4.depthimage_to_laserscan
- 深度图转激光雷达数据（算法转换）
五、机械臂运动学与控制算法
1.moveit2
ROS2机械臂运动规划神器，内置：
- 正运动学 / 逆运动学 IK 求解
- 轨迹规划、关节插值、避障运动规划
- 碰撞检测、约束规划、抓取放置规划
2.kdl/kdl_ros
- 机器人连杆参数、DH 参数解算
- 刚体运动学、雅可比矩阵计算
3.control控制套件
ros2_control生态：
- PID 控制、位置 / 速度 / 力矩闭环控制
- 电机伺服控制、控制器管理器、硬件接口抽象
六、传感器数据处理算法
1.laser_filters
- 激光雷达滤波：离群点剔除、均值滤波、半径滤波、角度裁剪
2.pointcloud点云处理
pointcloud2_conversions、pcl_ros
- 点云降采样、滤波、分割、平面拟合、聚类
- 基于 PCL 的 3D 感知算法直接可用
七、决策、任务调度与行为逻辑
1.behavior_tree
- 行为树 BT 引擎，做机器人任务逻辑、状态机、分支决策
2.smach
- 状态机框架，复杂业务流程编排
3.plansys2
- 符号规划、任务规划（类似 AI 规划器），自动任务分解
八、系统工具、数学与通用算法
1.eigen_vendor
- Eigen 线性代数库：矩阵、向量、四元数、姿态运算
2.rclcpp_lifecycle
- 生命周期管理算法：节点激活 / 休眠 / 状态机管理
3.composition组件化
- 进程内多节点组合、资源复用、启动调度
4.params/dynamic_reconfigure
- 动态参数调参、运行时算法参数在线修改
九、仿真相关（自带物理引擎 + 仿真算法）
gazebo_ros2/ignition物理仿真、刚体动力学、碰撞检测、传感器仿真、惯性 / 摩擦物理模型
一句话归类总结
ROS2 不只是DDS 节点通信，还原生提供一整套：
- 坐标变换 / 姿态算法（tf2）
- SLAM 建图 + 导航规划（Nav2、Cartographer）
- 卡尔曼融合定位（robot_localization）
- 机器视觉 + 图像处理（cv_bridge、image_transport）
- 机械臂运动学 + 轨迹规划（MoveIt2、KDL）
- PID 控制 + 机器人硬件控制（ros2_control）
- 点云 / 激光滤波感知算法
- 行为树 / 状态机 / 任务决策
- 线性代数、数学基础库
