从 ROS1 到 ROS2,带来托管启动和数据分发服务

阅读数:975 2019 年 11 月 18 日 08:00

从ROS1到ROS2,带来托管启动和数据分发服务

2018 年,机器人操作系统 2 (ROS2)作为 ROS1 的继任者推出。在 ROSCon 2019 大会上,几位演讲者分享了他们从 ROS1 转到 ROS2 的经历。他们分别在两个单独的演讲中进行了分享:Autoware 项目和 Rover Robotics 的演示。

Autoware 项目借此机会对他们的软件进行了重新设计,以便更好地运行在 ROS2 上。Autoware 项目以 Autoware.AI 为起点,它是一款用于自动驾驶汽车的开源软件。他们的软件基于 ROS1,非常适合进行原型设计。但 Autoware 不适合用于构建实际的产品,原因有三个。主要原因是 ROS1 未经认证,要实现认证需要很多年的时间和人们的努力。Autoware AI 应用的决定论和内存安全性实现认证也不太可能。最后,由于 ROS1 的终结时间被定在 2025 年,它的受支持时间只剩下不到 6 年。因此,Autoware 决定启动 autoware.auto,虽然这需要做更多的工作,但从长期来看将带来更好的结果。

相比 ROS1,ROS2 带来了几个好处。一个好处是托管启动,你可以指定节点启动顺序。另一个好处是数据分发服务(DDS)通信协议,它可以以零拷贝的方式传递消息,节省了 CPU 和内存资源。在开发方面,他们花了更多的精力来增加测试覆盖率,提供更多更好理解的文档,以及更多持续集成,以便实现软件的认证。

为了确保能够愉快地使用现有的 Autoware 软件栈,工程团队对旧项目也提供了与新项目一样的支持。这是通过添加 ROS1 桥接来实现的。通过这种方式,新的高质量特性被引入到新的项目中,同时又保持现有贡献者的体验不受影响。对贡献者来说,由于他们对质量期望很高,所以 Autoware 需要提供更高的测试覆盖率,每个发行版的设计文档以及确定性执行测试用例。为了鼓励现有贡献者和新贡献者加入,Autoware 的工作人员正在为他们提供指导。

Nick Fragal 和 Nick Padilla 进行了第二次演讲,他们都在 Rover Robotics 公司工作。他们使用 ROS1 来共享通用的机器人代码,并尽量减少常见任务的代码重写工作。他们希望使用 ROS2 来共享可靠的机器人代码。ROS2 的技术指导委员会中有很多来自大公司的人,他们非常重视可靠性,因此可以预料的是,很多公司将采用 ROS2。可见 ROS2 大有前景。

Fragal 谈到了它们的应用:一种运送 T 恤的机器人,可以把 T 恤送到参会的人手中。他们用 ROS1 进行了一个演示,想把它移植到 ROS2。移植最初看起来进行很顺利,但是当他们用速度较慢的 WIFI 进行新的演示时,遇到了问题。

潜在的原因是 DDS 协议,它在慢 WIFI 环境下不能很好地运行。为了解决这个问题,他们研究了可以调整哪些参数让 DDS 在慢 WIFI 环境下运行得更好。他们还比较了 DDS 协议的不同实现,并与提供商合作改进它们的实现。最后,多个 DDS 实现都可以在 10 秒内让软件启动起来。关键的是选择具有零拷贝的 DDS 中间件,避免在内存中移动图像。

总的来说,Rover Robotics 估计在进行移植演示时大约花费了 60% 的时间在研究通信协议上。不过,现在它运行得更顺畅了,他们希望以后把 90% 的精力放在导航和应用程序代码上。

原文链接

Migrating Two Large Robotics ROS1 Codebases to ROS2

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