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ROS：用于Automated Driving的模塊化軟件架構

2019-05-27 11:25

而對于整個系統的仿真及回歸測試，ROS則可與Gazebo無縫鏈接，Gazebo是一個功能強大的3D模擬仿真引擎，其具有完整的動力學和運動學特性。通過其強大的可擴展插件系統，可支持真實傳感器的仿真并包括預定義的傳感器噪聲。定制化的傳感器模型也可通過Gazebo 的API進行添加（說太多沒什么用，只有你親自使用過才會體會它的強大，反正Gazebo很牛逼）。

容錯性和安全性

系統診斷和監測：在系統開發和運行期間，攻城獅和用戶可立即了解系統的健康狀況，例如，所有傳感器都已連接并正向系統中發送數據，且所有的組件都以預定的速率計算所需數據等。為了方便攻城獅為其組件添加診斷，ROS提供了一便于使用和集成的基礎框架，以用于向中央診斷管理器發送診斷信息，該中央診斷管理器以交通燈的顏色方案顯示系統運行狀況以便立即查明關鍵組件或數據完整性是否存在風險。

Lock Stepping鎖步：即由兩個處理器構成的自監控對，其不間斷的檢查功能的正確性并可診斷出故障處理器，從而建立故障抑制區防止故障蔓延。ROS并沒有特定的功能來實現鎖步，然而模塊化架構及標準接口有助于鎖步系統的開發以提高系統可靠性。

應用及支持

坐標轉換系統：在多傳感器系統中會定義多個坐標系統，如攝像頭、車本身或全局坐標系統，這就需要將數據在不同坐標系統中頻繁轉換，ROS則提供了基于時間的坐標轉換服務，可實現某一坐標系的數據向任意其他坐標系的轉換（強大的TF庫）。

多速率系統：在自動駕駛汽車中，基于傳感器的信息通常以固定的速率交互。例如攝像頭的圖像信息以15Hz速率獲取并更新，而GNSS位置確定則只有在1Hz或5Hz速率下。當將多傳感器數據進行融合時，數據同步是非常重要的一方面。為了簡化多速率系統中的數據同步，ROS提供了基于時間戳的同步原理－消息過濾器（Message Filter），它從多個數據源采集不同類型的數據，只有每個信息源的信息具有相同時間戳的時候才會將信息發布出去。

可視化：ROS提供了兩個擴展性極強的工具－rqt和rviz，其可幫助我們實現圖像顯示，3D畫圖（點云）、車輛狀態數據（里程）等。