《 无人驾驶原理与实践》一第2章ROS入门

第2章

ROS入门

       ROS［1］(Robot Operating System)是目前最广泛使用的一种开源机器人软件平台，它的诞生极大地提升了机器人系统开发的效率［2］。目前，部分无人驾驶系统的软件实现仍然依赖于ROS平台。对于高速自动驾驶开发，ROS的实时性略显不足，但由于ROS具有强大的系统底层通信功能，以及来自世界各地的优秀工程师的共同维护，在无人驾驶底层系统的实现上，ROS仍然是开源框架中最好的选择，诸如百度Apollo、Autoware、Udacity等无人驾驶车辆原型都是基于ROS开发的。百度Apollo在ROS平台的基础上增加了实时性的框架，以满足高速自动驾驶实时控制的需求。同时，ROS2已经开始在积极探索和开发实时性系统通信功能，以进一步满足高速自动驾驶开发需求。

2.1ROS简介〖*2〗

2.1.1ROS是什么

ROS即机器人操作系统，包括［6］：
     ▲    通信平台：ROS提供了一种发布/订阅式的通信框架，用以简单、快速地构建分布式计算系统［3］。
     ▲    工具：ROS提供了大量可视化、调试等工具组合，用以配置、启动、自检、调试、可视化、仿真、登录、测试、终止分布式计算系统。
     ▲    能力：具有控制、规划、预测、定位操纵等功能。
     ▲    平台支持：ROS的发展依托于一个强大的社区。wikirosorg尤其关注ROS的兼容性和支持文档，它提供了一套“一站式”方案使得用户能够快速搜索并学习来自全球开发者数以千计的ROS程序包。

2.1.2ROS的历史

       ROS起源于2007年斯坦福大学人工智能实验室的STAIR项目与机器人技术公司Willow Garage的个人机器人项目（Personal Robots Program）之间的合作，2008年之后由Willow Garage来推动，如今已被许多学校、公司研发机构等使用，为机器人编程提供了快速方法和标准。

2.1.3ROS的特性

ROS的特性如下：
     ▲    点对点设计：ROS的点对点设计，以及服务和节点管理器等机制，可以实现很好的分布式网络运算拓扑结构，能够适应多机器人遇到的挑战。
     ▲    分布式设计：程序可以在多台网络计算机中运行和通信。
     ▲    多语言：ROS现在支持多种语言，如C++、Python、Octave和LISP，也包含其他语言的多种接口实现。语言无关的消息处理让多种语言可以自由混合和匹配使用。
     ▲    轻量级：鼓励将所有驱动和算法逐渐发展成为与ROS没有依赖的单独的库。ROS建立的系统具有模块化的特点，各模块中的代码可以单独编译，而且编译使用的CMake工具使它很容易就实现精简的理念。
     ▲    免费且开源：大多数的ROS源代码都是公开发布的。