无人驾驶实践进阶——ROS

无人驾驶实践进阶——ROS

目录与Overview

目录：

Overview:

背景介绍

自动驾驶对于编程框架需求较高
ROS为一个机器人编程框架

概述

ROS历史

特点

松耦合，集中式管理的节点管理器(Master)
关键概念：nod（节点），Rescore（节点管理器），topic（节点通讯时的主题）
基于MSG格式

ROS nodes使用方法

ROS Topics使用方法

ROS Meggages使用方法

举例：

ROS编译系统

基于catkin

三个比较关键的文件夹：src，build，devel
src：存放源文件
build、devel：存放中间产生的临时文件

config：指令命令行的编译文件

ROS Example

ROS Launch

一个shell脚本文件

启动时可以提供参数配置：

example：

Gazebo Simulator

ROS提供的仿真工具，Gazebo底层实际上还是一个ROS包

References

Apollo ROS原理

ROS目前存在的问题

Apollo对ROS的改进

通信性能优化

百度Apollo做了一个基于共享内存的通信，来提高通信效率
减少了两次数据copy：用户态到内核态以及内核态到用户态

传感器下游会有很多节点订阅

通信优化结果

去中心化网络拓扑

ROS节点建立连接过程：

多机网络存在不足：

百度Apollo的改进：

使用RTPS服务实现P2P网络拓扑的原理：

数据兼容性扩展

Message模型：

ROS使用msg作为模块间的消息接口：

接口升级后，模块兼容性不足：

同时接口升级后，数据无法保留：

百度Apollo ROS对接口使用Protobuff消息格式进行转换：

ROS的相关基本概念

TF坐标系转换

目的：为了使每一个模块拼接时使坐标系对应

TF转换通过转换树来感知各个坐标系的位置

TF提供了一些基本功能，用于查看TF内的运行机制

TF提供了一个Plugin的插件

Plugin要结合Publisher或Subscriber的一些程序使用

RQT：ROS的可视化界面

rqt image：顶层传感器

rqt multiplot：二维数据可视化界面

rqt graph：图形化显示网络拓扑

rqt console：ROS日志系统

rqt logger level：实时调试输出数据

机器人开源架构

机器人架构的两个核心概念：Link，Joint

SDF：机器人的调试工具

ROS开发中的相关概念

ROS Services：ROS三种节点间的通讯方式

ROS Services举例：启动节点、注册节点



ROS结合C++的实际展示：

ROS提供的Action通讯方式：

ROS Time机制：机制来源于PC的系统时间，提供仿真时间功能

ROS Bags：提供回放功能

诊断程序：

Contact Information

ROS深入介绍

ROS Packages

文件组织方式以及信息存放

特别注意两个文件：package.xml与CmakeLists.xml


CMakeLists.xml举例：

Eclipse中建立ROS工程

ROS C++

C++ ROS最基本框架输出Hello World：

C++下的Node句柄指针：

C++下 ROS info：ROS日志系统

具体的写Subscriber的实例：

具体的写Publisher的实例：

ROS Parameter与Server通讯方式

ROS Server通讯方式

ROS Parameter通讯方式

API接口：

RViz

可视化工具

RViz提供了一些插件：