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04 ros發布訂閱原理(如何在c++定義一個學生類以實現平均成績的計算和查詢功能?)
Instagram刷粉絲, Ins買粉絲自助下單平台, Ins買贊網站可微信支付寶付款2024-06-16 17:18:35【】7人已围观
简介要是信息安全及UCM等模塊不成熟。量產車上裝AUTOSARAP的不少,但主要用在娛樂場景,真正用在自動駕駛場景的還很少。此外,由于SOC+MCU組合的現象會長期存在,因而,在今后相當長一段時間內,AU
此外,由于SOC+MCU組合的現象會長期存在,因而,在今后相當長一段時間內,AUTOSAR AP都不可能徹底取代AUTOSAR CP——最常見的分工會是,需要高算力的工作交給AUTOSAR AP,而需要高實時性的工作則交給AUTOSAR CP。
(圖片摘自超星未來)
2.ROS 2
ROS是機器人操作系統(Robot Operating System)的英文縮寫,原生的ROS本是機器人OS,并不能直接滿足無人駕駛的所有需求,用作自動駕駛中間件的是ROS 2。
ROS 2與ROS 1的主要區別如下:
(1).ROS 1主要構建于Linux系統之上,主要支持Ubuntu;ROS 2采用全新的架構,底層基于DDS(Data Distribution Service)通信機制,支持實時性、嵌入式、分布式、多操作系統,ROS 2支持的系統包括Linux、windows、Mac、RTOS,甚至是單片機等沒有操作系統的裸機。
(2).ROS 1的通訊系統基于TCPROS/UDPROS,強依賴于master節點的處理;ROS 2的通訊系統是基于DDS,取消了master,同時在內部提供了DDS的抽象層實現,有了這個抽象層,用戶就可以不去關注底層的DDS使用了哪個商家的API。
(3).ROS運行時要依賴ros買粉絲re,一旦ros買粉絲re出現問題就會造成較大的系統災難,同時由于安裝與運行體積較大,對很多低資源系統會造成負擔;ROS2基于DDS進行數據傳輸,而DDS基于RTPS的去中心化的通信框架,這就去除了對ros買粉絲re的依賴,系統的穩定性強,對資源的消耗也得到了降低。
(4).由于ROS 缺少Qos機制,topic的穩定性與質量難以保證;ROS2則提供了Qos機制,對通信的實時性、完整性、歷史追溯等功能有了支持,這便大幅加強了框架功能,避免了高速系統難以適用等問題。
不過,ROS2的QoQ配置較為復雜,目前主要是國外一些專業的大學或實驗室在使用,國內僅有極少數公司在嘗試;此外,ROS 2的生態成熟度遠不如ROS,這也給推廣應用帶來了不便。
跟AUTOSAR AP一樣,ROS 2也是跑在soc芯片上、用于滿足高等級自動駕駛的需求的。不過,蕭猛在去年的一批文章中卻特別強調:當我們稱 “ROS/ROS2 為中間件”時,其含義與 “AUTOSAR AP為 中間件”并不是對等的關系。
蕭猛的文章稱:
當我們說 AutoSar是中間件時,這個中間件是很明確的 L.BSW層語義,即處于計算機OS與車載ECU特定功能實現之間,為 ECU功能實現層屏蔽掉特定處理器和計算機OS相關的細節,并提供與車輛網絡、電源等系統交互所需的基礎服務;
ROS/ROS2 是作為機器人開發的應用框架,在機器人應用和計算機OS之間提供了通用的中間層框架和常用軟件模塊(ROS Package),而且, ROS團隊認為這個框架做得足夠好,可以稱作操作系統(OS)了。
ROS 2盡管在功能上跟AUTOSAR AP有不少重疊之處,但兩者的思路是不一樣的:
(1).從表現形式上看,AUTOSAR AP首先是一套標準,這個標準定義了一系列基礎平臺組件,每個平臺組件定義了對應用的標準接口,但沒有定義實現細節,和平臺組件之間的交互接口(這些部分留給AUTOSAR AP供應商實現);ROS2則從一開始就是代碼優先,每個版本都有完整的代碼實現,也定義有面向應用標準API接口。
(2)AUTOSAR AP從一開始就面向ASIL-B應用;ROS 2不是根據ASIL的標準設計的,ROS 2實現功能安全的解決方案是,把底層換為滿足ASIL要求的RTOS和商用工具鏈(編譯器)。
ROS 2“過不了車規”似乎已成為一個很廣泛的行業共識。但在蕭猛看來,ROS2本來就不是為實時域設計的,如果一定要把實時性要求高的車輛控制算法運行在 ROS2中,“那是軟件設計的錯誤,而不是ROS2的問題”。
蕭猛認為,只要能補齊 L.BSW層所需要完成的所有功能、補齊 A 軸所有切面要求的特性,ROS 2就能用于自動駕駛量產車。如前段時間剛拿到采埃孚等多家巨頭投資的Apex.AI公司基于ROS 2定制開發的Apex.OS就已經通過了最高等級的ASIL D認證。
蕭猛說:“這實際上是基于 ROS 2的架構去實現一套 AUTOSAR AP 規范。這可以成為一個單獨的產品,投入時間+人+錢可以開發出來,只是看有沒有必要,值不值得”。
在具體的實踐中,ROS 2跟AUTOSAR AP存在直接競爭關系——盡管對用戶來說,并不存在嚴格意義上的“二選一”問題,但通常來說,若選了ROS 2,就不會選AUTOSAR AP了;若選了AUTOSAR AP,就不會選ROS 2了。
3. CyberRT
Cyber RT是百度Apollo開發出來的中間件,在Apollo 3.5中正式發布。Cyber RT和ROS2是比較像的, 其底層也是使用了一個開源版本的DDS。
百度最早用的是ROS 1,但在使用的過程中逐漸發現了ROS 1存在“若ROS Master出故障了,則任何兩個節點之間的通信便受到影響”的問題,所以就希望使用一個“沒有中間節點”的通信中間件來代替ROS 1,那時還沒有ROS2,所以自己去做了一個Cyber RT。
為了解決 ROS 遇到的問題,Cyber RT刪除了master機制,用自動發現機制代替,這個通信組網機制和汽車網絡CAN完全一致。此外,Cyber RT的核心設計將調度、任務從內核空間搬到了用戶空間。
(圖片出處:買粉絲s://blog.csdn.買粉絲/xht買粉絲/article/details/118151673)
其相對于其他系統,Cyber RT的一大優勢是,專為無人架駛設計。百度已將Cyber RT開源,某互聯網巨頭的自動駕駛團隊使用的中間件便是百度開源出來的Cyber RT。
Cyber RT跟ROS 2之間也存在競爭關系。
在談到AUTOSAR AP、ROS 2與Cyber RT這些中間件的關系時,Vector產品專家蔡守群的解釋是:
“不需要很機械地去分類,你可以把AUTOSAR AP, ROS和Cyber RT都想象成一個提供一組中間件的超市,用戶可以按需從不同的超市購買,并不是說從一個超市買過一個中間件,就不能從其他超市買了。
蔡守群說:AUTOSAR AP中也包含了對ROS接口的支持。說不準哪天ROS和Cyber RT就會加入AUTOSAR AP的組件,或者 AUTOSAR AP會引入Cyber RT的組件。
4.DDS(通信中間件)
(1)什么是DDS?
在自動駕駛領域,中間件的功能涉及到通信、模塊升級、任務調度、執行管理,但其最主要的功能就是通信。當前市場上,無論是Cyber RT還是 ROS,基本上90%的功能就是通信,狹義上說就是通信中間件。
通信中間可以分成開源和閉源的兩種。開源的為OPEN DDS、FAST DDS、Cyclone等,閉源的就RTI的DDS和Vector的SOME/IP。DDS的全稱為Data Distribution Service ,指一種數據分發服務標準,由對象管理組織(OMG)制定。
DDS能夠實現低延遲、高可靠、高實時性的數據融合服務,能夠從根本上降低軟件的耦合性、復雜性,提高軟件的模塊化特性。高等級自動駕駛現在基本上都在探索依靠DDS來解決異構通信、低時延等CP解決不了的挑戰。
融合了DDS的汽車軟件能夠更好地運行在下一代汽車的體系架構中,更能降低開發的成本、縮短研發的時間,更快地將產品推向市場。
(2)DDS與ROS 2、AUTOSAR AP之間的關系
ROS 2和Cyber RT的底層都使用了開源的DDS,將DDS作為最重要的通信機制。但也有自動駕駛公司的工程師認為,DDS可以起到替代ROS 2的作用,站在用戶的角度看,兩者之間其實存在“二選一”的關系。
AUTOSAR CP里一直沒有包含跟DDS有關的東西,但AUTOSAR AP在 2018年3月的最新版(版本18-10)里開始支持DDS標準。將DDS與AUTOSAR AP結合使用,不僅可以保證和擴展AUTOSAR AP系統內部互操作性的功能,而且還可以將其開放給來自不同的生態系統(即ROS 2)。
從工程角度來看,將AUTOSAR和DDS結合起來的最大優勢是,功能域和網絡拓撲不再是對手,而是車輛中的盟友。網絡拓撲結構能夠更好地適應車輛的物理約束,功能域在物理車輛的頂部提供了一個靈活的覆蓋層,這就是所謂的分區體系結構。
當然,DDS僅是通信中間件的一種。關于各類通信中間件之間的異同,我們將在本系列的第二篇做更詳細的闡釋。
三.AUTOSAR AP的地位正在弱化?
盡管AUTOSAR是當下最有名的自動駕駛中間件,但《九章智駕》在對諸多中間件廠商們的調研中得出一個結論:AUTOSAR在產業鏈中的地位可能正在弱化。 當然了,那些專注于AUTOSAR系統的廠商們并不認同這一觀點。
我們在上文已經提到,隨著EE架構從分布式向集中式演進、MCU被SOC取代,CP AUTSAR被AUTOSAR AP、ROS 2和Cyber RT等取代已是大勢所趨,在下文,我們主要談的是“AUTOSAR AP的地位會不會弱化”。
2021年12月中旬,兩家AUTOSAR發起公司大陸集團、豐田聯合采埃孚、捷豹路虎、沃爾沃、海拉等多家汽車行業龍頭企業宣布投資車載操作系統初創公司Apex.AI,而Apex.AI的主力產品Apex.OS則是基于ROS 2發展起來的。
拿到了Apex.AI公司15%股權的采埃孚方面在接受媒體采訪時說:“這意味著,我們可以為客戶提供AUTOSAR AP的替代方案。”
盡管AUTOSAR AP已經有了標準,但還沒有落地。安波福、采埃孚、大陸這些公司提供的方案,仍然是基于AUTOSAR CP標準的接口。事實上,越來越多的OEM不太想完全用AUTOSAR去解決智能駕駛操作系統的問題。
不僅特斯拉沒有用AUTOSAR AP,國內的幾大造車新勢力也沒有用(他們用的是AUTOSAR CP+DDS)。甚至,連一些正在轉型的傳統車企也沒打算用AUTOSAR AP。
從產業鏈中各方的反應來看,AUTOSAR AP“地位不穩”的原因主要有以下幾個:
1.使用成本太高
馮占軍博士在《AUTOSAR對基礎軟件開發是喜還是憂?》一文中透露,AUTOSAR的費用通常是“幾百萬起”,并且,針對不同的域控制器、不同的芯片需要“重復收費”,一般小廠根本吃不消。“可能還沒有什么產出,幾百萬就花出去了”。
除購買成本高外,畢曉鵬和蕭猛都提到,AUTOSAR前期的學習難度很大、學習成本也非常高。為了學會如何使用AUTOSAR,企業甚至不得不專門培訓一批人,如果受培訓的人臨時離職了,那培訓費用就打了水漂。
2.效率不高
畢曉鵬認為,AUTOSAR AP的配置非常多,它是通過配置
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