Apollo ROS原理（一）

一、背景介绍

为什么选择ROS

高效的开发支持

1、具有完整的包管理和工程结构
2、庞大的基础库
3、多语言接口支持

模块灵活配置

1、消息驱动的异步运行模型
2、抽象的P2P通信接口
3、自定义的消息格式

丰富的调试工具

1、具有可视化的调试工具
2、消息查看、存储、回放功能

二、 ROS概述

ROS历史

ROS是2007年在斯坦福大学的一个实验室，由学生开发出来的一套通用的机器人通用框架，2013年被纳入OSRF（Open Source Robotics Fundation）机构统一管理,如今也被一些大学和研究所广泛的使用到项目研究中。

ROS基本特征

1、点对点

两个node进行消息通讯的时候是一个点对点的行为。

2、分布式

在部署多级通讯时，ROS提供了一个天然支持‘

3、跨语言

ROS不关注各个节点是用什么语言来写的，只需要按照ROS提供的一些接口完成消息的订阅和分发，就可以完成一个消息的通信

4、轻量级ROS程序

用户只需关注自己核心模块的算法逻辑，不需要关注底层的一些操作，如如何通信以及断开通信。

5、开源框架

大家可以往里面提供自己的想法。

ROS工作环境

ROS master(节点管理器)用于管理节点之间的通讯，
打开节点管理器(在所有节点运行之前运行)roscore
node (节点)：可以理解为一个算法模块，比如自动驾驶里的感知模块、或定位模块。节点相互之间是独立的，同时节点之间又要相互通信，节点之间如何发现对方，如何在发现对方后建立连接以及通信，都是通过节点管理器所起到的作用。
运行一个节点：rosrun packages_name node_name
列出正在运行的节点：rosnode list
查看某一个节点的具体信息(topic 名字，流向谁，类型)：rosnode info node_name

topic（话题）两个节点通信的一个主题。内部所使用的消息格式为msg
列出所使用的topicrostopic list
查看topic内容rostopic info /topic
订阅并打印topic内容rostopic echo /topic(/表示该topic的作用域是全局作用域)
查看topic类型rostopic type /topic
发布一个topic的消息rostopic pub /topic type args

roslaunch 把所有启动节点放到一个描述文件里，启动这个描述文件时，这个描述文件会做两件事，一是找到你在这个描述文件里所定义的各个节点的位置，二是去启动这些节点。运行roslaunch时，会先检测系统里有没有ROScore，如果ROScore已经启动，就直接启动节点；否则先启动ROScore，再启动节点。

工作流程如下图： 两个节点perception和planning,话题obstacle
（1）perception节点要启动时，要向ROScore发送一个注册信息，告诉ROScore我现在启动一个节点并告诉ROScore我要发送的话题为obstacle；
（2）同时，planning节点在启动时，也会向ROScore发送一个注册信息，并说明自己要订阅一个名为obstacle的话题；
（3）当ROScore发现两者匹配的时候，会向planning 节点发送一个消息，告诉他你所订阅的话题是由已经存在的perception发布的；
（4）planning 节点接收到ROScore的信息后，就会向perception请求一个通信连接，perception在收到planning请求后会建立一个通信链路；
（5）当通信链路建立起来后ROScore的任务暂时完成。

松耦合概念体现

1、两个节点启动没有先后关系
2、通信链路建立起来后 ，ROScore所起作用微乎其微