有网络网站打不开怎么回事,培训机构推广,好看的模板,青岛房产交易中心官网原文链接#xff1a;进阶课程㊱丨Apollo ROS深入介绍 ROS是一个强大而灵活的机器人编程框架#xff0c;从软件构架的角度说#xff0c;它是一种基于消息传递通信的分布式多进程框架。ROS本身是基于消息机制的#xff0c;可以根据功能把软件拆分成为各个模块#xff0c;每…原文链接进阶课程㊱丨Apollo ROS深入介绍 ROS是一个强大而灵活的机器人编程框架从软件构架的角度说它是一种基于消息传递通信的分布式多进程框架。ROS本身是基于消息机制的可以根据功能把软件拆分成为各个模块每个模块只是负责读取和分发消息模块间通过消息关联。 上周阿波君为大家详细介绍了「进阶课程㉟ | Apollo ROS原理—4」。 主要讲解五个比较基础的方面第一是ROS Services第二是ROS Actions第三是ROS Time第四是ROS Bags第五是调试工具。 本周阿波君将继续与大家分享Apollo ROS的相关课程。下面我们一起进入进阶课程第36期。 目前ROS仅适用于Apollo 3.0之前的版本最新代码及功能还请参照Apollo 3.5及5.0版本。 目录
1. ROS Packages
2. Eclipse下编译ROS基本工程
3.通过hello world了解ROS基本的运行逻辑
4. ROS提供的日志系统
5. ROS提供的subscriber和publisher功能
6. ROS除了message的另外两种通信方式
6.1 service
6.2 parameter
7.ROS的可视化工具RViz 本节内容主要介绍ROS中一些不是特别常见的属性。
1. ROS Packages 创建一个ROS开发环境和写一个C工程有点类似通过catkin create可以创建一个简单的工程。其中的文件组织方式如上图所示包括 SRC存放源文件MSG存放节点之间进行通信的消息定义SRV存放节点之间进行服务通信的时候的服务定义CONFIG存放配置文件相关的信息INCLUDE存放头文件相关的信息Launch存放节点启动和它相关的节点之间的启动文件。上面介绍的package组织方式只是官方推荐的一种组织方式使用catkin build编译当source完环境变量之后通过Ros提供的命令比如ROS run或者ROS launch启动时package name可以自动补全package里面包含的节点或者launch文件也是可以自动寻找所以官方推荐使用这种组织方式。
DEVEL和BUILD这两个目录是build时自动产生的两个临时目录。
此外开发环境还有描述ROS Package相关工作区的两个文件Package.xml和Cmakelists.txt。 Package.xml定义了可执行文件依赖的一些库包括编译和运行时依赖库同时定义了软件版本信息等常见的描述文件。 Cmakelists.txt定义了怎么编译ROS工程的规则主要定义了以下几个部分 指定Cmake的版本工程Package name工程的头文件信息指定所依赖的库与在Package.xml里面所指定的依赖库是一一对应的install命令将编译出来的临时文件放在指定的目录里。下面是Cmakelists文件的一个例子。 从上到下依次指定了Cmake的版本、project的名字、ROS工程所依赖的c的版本、另外是依赖的库文件最后生成可执行文件以及这个文件所链接的依赖库。 2. Eclipse下编译ROS基本工程 工程建立好之后catkin build可以直接对工程进行编译。直接用 catkin build去编译会把整个工程目录里面的所有的package进行统一编译如果是构建一个比较复杂的系统可能一个文件夹包含了很多节点或者package包编译时间会比较久可以通过指定package名编译某一个固定的package包提升编译效率。
下面介绍在Eclipse下如何编译ROS基本工程 首先是设置工作ROS工作区然后将ROS package导入到Eclipse设置的工作区。 通过Eclipse提供的build或者run等功能去调试ROS工程。同时Eclipse里面提供的快捷键在编译程序里面同样适用。 3.通过hello world了解ROS基本的运行逻辑 上图的hello world程序展现了ROS框架写Node所使用的核心要素
Include 就是include ROS的一个基本环境
Main函数里面有三行需要重点注意 init引入ROS的一个基本环境指定节点使用的node名字和一些参数信息NodeHandlenode和整个ROS框架进行通信所使用的一个句柄指针数据发送的频率looprate10以10赫兹发送消息。最底下的while循环以10赫兹的消息频率进行发送同时进行计数。
Spinonce有一帧消息就把这消息立马发送出去同时进行下一轮的消息等待。 4. ROS提供的日志系统 在示例程序里面有一个ROS_INFO它就是ROS提供的日志系统
ROS的日志系统是分级的即在编写节点程序的时候对打印的信息进行分级对不同的分级ROS会提供不同的颜色和格式进行展示。分级的作用是为了帮助开发者快速地定位到关键信息不会对整个节点的逻辑产生实质性的影响。
日志系统提供了两种格式ROS_INFO与ROS_INFO_stream ROS_INFO默认把信息打印到当时运行的屏幕上。ROS_INFO_stream它是流式数据默认输出到后台这个节点所对应的日志文件。5. ROS提供的subscriber和publisher功能 Subscriber与Publisher有三点明显的区别: 1、回调函数subscriber作为信息的接收方有一个回调函数回调函数定义了它接收到的每一帧信息如何使用上图listener回调函数比较简单它接收到信息后只是进行了打印处理。Publisher没有回调函数它不需要对消息进行处理。 2、声明的时候subscriber把回调函数传入到对应的node初始化程序里面。publisher声明的时候只需要注册要往哪一个topic上去发信息同时还设置队列长度。 3、Rosspin在ROS构架里所有的回调函数都不是主动触发的。Rosspin是阻塞性的声明Rosspin之后就阻塞在此程序不会退出它会一直监听自己对应的队列里面是否有新消息的到达若有新消息到达就会触发回调函数处理。 如果Subscriber的主程序里除了订阅消息之外还有其他的功能则可以采用rosspin once对所有已达消息进行回调函数的处理。同时可以写一个while循环rosspin once按照一定的频率去处理回调函数的消息。ROS提供Rosspin这两种方式就是为了满足这两种场景。第一种是阻塞只有一个回调函数进行处理第二种是订阅回调函数消息以外他还进行了一些封装和处置。
看似很复杂的自动驾驶节点整体写下来都是比较简单的就是按照上图Subscriber与Publisher方式来写。但是在实际的自动驾驶系统里面所有的模块都不是简单的一个角色它可能既是消息的订阅者也是消息的发送者是一个复杂交互的功能甚至是用到很多数据融合或者是消息对齐。 6. ROS除了message的另外两种通信方式
ROS节点之间的通信除了基于message消息订阅和发布模型之外还有另外两种方式虽然另外两种方式使用的比较少但是在某些特定的场合是比较有用的。
6.1 service
节点可以启动service去注册一项服务另外一个节点在使用这项服务的时候可以直接call service完成一些实时的数据通讯交互。Message是一个被动的消息行为发送者发送消息的时候并不知道消息会被谁去消费接收者在接收消息的时候也不知道目前有几个发送节点在发送发送和接收之间是一个什么状态也是不知道的他们是一个松耦合和透明的关系。Service弥补了这种通信方式的不足它需要及时回应。Client向server去发送service请求的时候需要实时等待一个response根据响应做出下一步的行为指示。
6.2 parameter
Parameter通信方式借鉴了service的原理。它启动了Parameter serviceParameter service是一个全局的服务器各个节点在进行参数设置和获取的时候可以通过Parameter service的方式轻易完成。因为Parameter不像基于message消息通讯方式那么频繁一个参数在设置完成之后在整个网络拓扑运行期间所有的节点只需要在一个地方取此参数就行或者某个节点根据自己的运行状态去改变这个参数。 Parameter对应有一套ROS所使用的基本命令行工具—rosparam。
rosparam其它工具相比有两个不同的地方get和set。get是get某一个全局参数的值set是设置某一个全局参数的值。 上图展示的例子是通过node所提供的nodeHandler指针去调用它的getparam得到某个参数的数值。当它进行一些运算之后也可以通过setparam去设置参数的值。设置之后整个系统参数服务器里面对应的这个参数就会被设置成对应的值其他节点在得到这个值之后再作出相应的处理。 7.ROS的可视化工具RViz 自动驾驶节点比较多网络拓扑也比较复杂每个节点在进行消息通讯的时候有很多channel同时运行如果只是通过命令行工具去查看节点的状态和节点之间的拓扑会很麻烦。ROS提供了一些比较好用的可视化工具立体化展示某一个拓扑结构里面的拓扑网络RViz就是其中之一。
RViz在整个ROS生态里可以看成是一个节点它定义了整个拓扑结构里面所有的消息然后按照固定的格式进行图形化展示同时提供很多debug相关的功能。因为RViz也是一个普通的节点所以在启动的时候可以通过rosrun命令的方式去启动RViz相关的功能。 RViz也提供了很多插件可以放到诸如eclipse这样的功能插件里面在进行eclipse开发时可以通过eclipse的plugin去调取RViz的相关功能进行可视化调试。
