性能

實(shí)時(shí)性：在當(dāng)前的系統(tǒng)架構(gòu)下，由于缺失節(jié)點(diǎn)執(zhí)行和消息傳遞優(yōu)先級(jí)的時(shí)間保證，ROS并不具有實(shí)時(shí)特性。ROS最初設(shè)計(jì)的目標(biāo)機(jī)器人是PR2，當(dāng)時(shí)只是應(yīng)用于科研領(lǐng)域因此不需要考慮實(shí)時(shí)性方面的問題，但伴隨ROS已走過11個(gè)年頭，其得到了極大的推廣和應(yīng)用，盡管依然存在不少局限性但依然無法掩蓋它的鋒芒。已發(fā)布的ROS2已具有實(shí)時(shí)特性，并相比ROS1提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及分布式處理能力，關(guān)于ROS1與ROS2的區(qū)別主要如下所示，后續(xù)樓主會(huì)專門寫一篇兩者的對(duì)比文章。

Node Pipelining：在自動(dòng)駕駛汽車中，特定的任務(wù)以預(yù)先定義的恒定速率計(jì)算是有益的，例如基于視覺的定位，其輸入圖像以15Hz記錄，那位置的更新通常也應(yīng)在15Hz速率下。如果是串行處理方式，那從圖像獲取到內(nèi)部處理再到結(jié)果輸出，其整個(gè)更新速率顯然不是15Hz。但如果將單個(gè)或多個(gè)處理步驟分解成更小的單元?jiǎng)t可滿足期望的時(shí)間限制，這就是Node Pipelining的概念。

仿真和調(diào)試

離線處理：為了仿真和分析子系統(tǒng)及調(diào)試系統(tǒng)關(guān)鍵錯(cuò)誤。對(duì)系統(tǒng)中傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行有選擇的記錄是ROS的基礎(chǔ)特性。

以一個(gè)簡(jiǎn)化的視覺定位的案例具體說明下，如上圖所示，用于定位組件的輸入信息以Rosbag的形式記錄并存儲(chǔ)下來，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)保留時(shí)間戳及消息內(nèi)容，以便及時(shí)準(zhǔn)確的重放所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于離線系統(tǒng)的仿真模擬或數(shù)據(jù)分析。另外，依賴于硬件設(shè)備，尤其是網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)的吞吐量，所有主題信息都可在車輛行駛時(shí)在線記錄以分析關(guān)鍵駕駛場(chǎng)景和決策，如路徑規(guī)劃和控制等。

仿真： ROS的模塊化消息架構(gòu)允許數(shù)據(jù)輸入源的更換，因此節(jié)點(diǎn)可很容易的基于記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。如果在仿真時(shí)還需要用戶手工輸入一些信息，那么Rviz（一個(gè)強(qiáng)大的可視化調(diào)試和仿真工具）則提供了一系列交互式標(biāo)簽以用于定位和定向障礙物等。