任務七中間件ROS安裝智能網聯汽車計算平臺部署與測試某國產自主品牌汽車試制車間實習技師小張順利完成了劉師傅交給的操作系統安裝任務，接下來劉師傅將指導小張完成一個對于智能網聯汽車非常重要的一類軟件，也就是中間件的安裝與測試。那么，為什么需要中間件，中間件？中間件又是如何安裝呢？請隨著小張，帶著這些疑問開始今天的工作吧。1.什么是中間件ROS？2.ROS怎樣安裝？裝調技師劉師傅、實習技師小張能根據操作系統手冊與計算平臺技術手冊，正確和規范講解中間件的作用與分類。能根據操作系統手冊與計算平臺技術手冊，規范完成ROS系統安裝工作。中間件定義與作用中間件認知在智能駕駛系統中，中間件（middleware）是介于應用軟件和系統軟件之間的一大類軟件。“中間件”這一名字即來自于其在軟件結構中，相對于應用層（上層）和系統層（底層）之間的位置。中間件定義與作用中間件認知是“軟件定義汽車”概念的典型技術體現連接應用軟件的各個部分或不同的應用軟件實現資源共享和功能共享為操作系統、網絡和數據庫等系統軟件提供基礎服務中間件功能中間件定義與作用中間件認知核心思想統一標準為不同汽車企業提供一個通用的開放平臺分散實現分散實現，是指軟件系統層次化、模塊化，并且降低應用與平臺之間的耦合度集中配置指當不同模塊來自不同的軟件供應商時，軟件之間存在復雜的相互聯系，為了整合完善系統，需將所有模塊的配置信息以統一的格式集中管理起來，集中配置后生成系統中間件定義與作用中間件認知中間件在開發模式中發揮的作用：中間件定義與作用中間件認知03負責各類應用軟件模塊之間的通信以及對系統資源的調度01實現模塊化開發，為上層的應用軟件提供開發和運行所需的環境，方便開發者快速、高效、靈活地開發和集成自動駕駛軟件，降低應用層軟件的開發難度02降低測試要求。可實現單元測試量減少，單元接口固定，集成測試有據可依具體作用中間件定義與作用中間件認知跨配置，跨車型，跨平臺，跨硬件的軟件適配為軟件認證提供標準集成已有工具鏈，支持從設計到代碼全流程方便行業軟件互換互通軟件開發聚焦差異化，提高軟件開發效率0504030201優勢主流中間件軟件中間件認知AUTOSARROS2CyberRT主流中間件軟件中間件認知AUTOSAR全球范圍內最著名的中間件方案，全稱為automotiveopensystemarchitecture，即汽車開放系統架構。AUTOSAR并非特指由某一家軟件公司開發出來的某款操作系統或中間件產品，而是由全球的主要汽車生產廠商、零部件供應商、軟硬件和電子工業等企業共同制定的汽車開放式系統架構標準。各公司基于AUTOSAR標準開發出來各自的中間件軟件產品。傳統平臺（classicplatform）自適應平臺（adaptiveplatform）AUTOSAR平臺類型主流中間件軟件中間件認知AUTOSAR傳統平臺的AUTOSAR被稱為

AUTOSARCP。AUTOSARCP主要運行在8bit、16bit、32bit的MCU（微控制單元）上。一般應用在對實時性和功能安全要求較高、對算力要求較低的場景中，如對發動機、制動系統等動力和底盤系統智能化控制等。該類中間件無法實現自動駕駛。主流中間件軟件中間件認知AUTOSAR具有自適應平臺的AUTOSAR被稱為

AUTOSARAPAUTOSARAP主要運行在64bit以上的高性能MPU（微處理器單元）/SOC（嵌入式處理器）上，對應自動駕駛的高性能電子系統。AUTOSARAP應用在對實時性和功能安全有一定要求，對算力要求更高的場景中，如ADAS、自動駕駛，以及在動態部署方面，追求較高自由度的信息娛樂場景。主流中間件軟件中間件認知AUTOSAR兩類平臺對比主流中間件軟件中間件認知ROS2ROS即機器人操作系統（robotoperatingsystem），原生的ROS是作為機器人操作系統被開發的，為了直接滿足無人駕駛的所有需求，用作自動駕駛中間件，在原生ROS系統（被稱為ROS1）進一步開發的系統被稱為ROS2。現實中ROS1較多用于學術研究領域。由于ROS1基于TCP/IP通信機制，這就導致了其具有以下缺陷：實時性差嵌入式設備不友好需要大寬帶的穩定網絡連接主流中間件軟件中間件認知ROS2與ROS1的主要區別：ROS2可以部署在多種操作系統中ROS2的通信機制不同ROS2穩定性更強，對資源的消耗更低主流中間件軟件中間件認知ROS1主要構建于Linux系統之上，主要支持Ubuntu。ROS2采用全新的架構，底層基于DDS（DataDistributionService）通信機制，支持實時性、嵌入式、分布式、多操作系統，ROS2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。ROS2可以部署在多種操作系統中主流中間件軟件中間件認知ROS1的通訊系統基于TCPROS/UDPROS，強依賴于master節點的處理，需要一個Master來處理發布-訂閱通信中間層。ROS2的通訊系統是基于RTSP（Real-TimePublish-Subscribe）協議的DDS作為中間層，取消了master，同時在內部提供了DDS的抽象層實現。DDS（Data-DistributionService)數據分布式服務是一種用于實時和嵌入式系統發布-訂閱式通信的工業標準，DDS不需要像ROS1借助master來完成兩個節點的通信，這使得系統容錯性更強更加容錯和更加靈活，且DDS具有極高的可靠性。ROS2的通信機制不同主流中間件軟件中間件認知ROS1運行時要依賴roscore，一旦roscore出現問題就會造成較大的系統故障，另外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，因此去除了對roscore的依賴，系統的穩定性強，對資源的消耗也得到了降低。ROS2的硬件運行環境一般為SOC，滿足高等級自動駕駛的需求。ROS2穩定性更強，對資源的消耗更低主流中間件軟件中間件認知CyberRTCyberRT又稱CyberRT框架，是我國自主品牌百度公司為其Apollo（阿波羅）自動駕駛平臺所開發的中間件。CyberRT是一個開源、高性能的運行時框架，專為自動駕駛場景而設計，針對自動駕駛的高并發、低延遲、高吞吐量進行了大幅優化。為了解決ROS1系統中“若ROSMaster出故障了，則任何兩個節點之間的通信便受到影響”的問題，CyberRT用自動發現機制代替master機制，這個通信組網機制和汽車網絡CAN相似。此外，CyberRT的核心設計將調度、任務從內核空間搬到了用戶空間。主流中間件軟件中間件認知CyberRTCyberRT主要功能：在百度Apollo自動駕駛系統中管理不同的模塊，實現模塊間的高效通信，是實時操作系統(RTOS，realtimeoperatingsystem)與自動駕駛各個模塊的中間通信接口。主流中間件軟件中間件認知CyberRT突出特點是專為無人駕駛設計的，具體有三方面優勢：目前百度公司已將CyberRT開源，國內外很多自動駕駛團隊使用CyberRT作為中間件。CyberRT、AUTOSARAP、ROS2在市場上分別有廠商在使用。中間件認知報數法從任意指派從一名學生開始從1-5依次報數報相同數目者結合成一組中間件認知一名同學草稿紙繪制計算平臺系統架構簡圖。一名同學查詢中間件軟件參數。一名同學負責查詢計算平臺技術手冊與操作系統手冊。記錄員負責填寫工作記錄表。中間件認知中間件認知中間件認知明確安裝任務的工作內容。在計算平臺系統架構簡圖中重點標記出中間件。寫出中間件的作用。中間件認知計算平臺實訓臺架無草稿紙、筆操作系統手冊、計算平臺技術手冊中間件認知無?確認當前操作系統是否滿足要求ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法安裝運行安裝程序添加軟件源添加密鑰版本選擇配置Ubuntu軟件源123456ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法ROS與Ubuntu系統在版本上有對應關系，因此安裝前查閱Ubuntu版本號，然后在后續安裝中選擇對應版本的ROS。版本選擇1ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法Ubuntu系統可從互聯網下載并安裝的軟件類別：有版權或合法性問題的軟件（multiverse）由社區維護的免費且開源的軟件（universe）設備的專用驅動程序（restricted）規范支持的免費開源的軟件（main）配置Ubuntu軟件源2ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法對Ubuntu進行軟件源方面配置，解除系統對軟件來源的限制。具體做法是通過Ubuntu搜索按鈕搜索并打開“軟件和更新”對話框，或者打開“設置”，點選“軟件和更新”。打開后勾選“main”“restricted”“universe”“multiverse”全部四項。配置Ubuntu軟件源2ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法添加軟件源步驟又被稱為設置sources.list。Ubuntu系統中有一個sources.list文件，是一個普通可編輯的文本文件，保存了ubuntu軟件更新的源服務器地址。文件存放目錄是/etc/apt/sources.list。/etc/apt/sources.List.d/.list代表一個文件名。sources.List.d目錄下的*.list文件用在安裝第三方軟件時在單獨文件中寫入源的地址。此步驟需要把ROS的軟件源地址添加到該文件夾中以確保安裝的時候能找到準確的軟件地址。首先打開一個終端(Ctrl+Alt+T)，然后在終端中敲入如下含有安裝軟件源信息的指令，然后點回車。添加軟件源3ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法一般可用的有官方默認的安裝源、國內清華大學的安裝源與中國科技大學的安裝源。以下命令行是中國科技大學安裝源相關的指令：

sudosh-c'./etc/lsb-release&&echo"deb/ros/ubuntu/`lsb_release-cs`main">/etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

可以看到，/ros/ubuntu/網址連接來自中國科技大學（ustc為中國科技大學英語縮寫）。來自清華大學的軟件源命令行如下所示：

sudosh-c'./etc/lsb-release&&echo"deb/ros/ubuntu/`lsb_release-cs`main">/etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'。添加軟件源3ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法ROS相對于Ubuntu而言屬于第三方軟件，因此需要在安裝前輸入密鑰指令。密鑰指令一般為《sudoapt-keyadv--keyserver'hkp://:80'--recv-keyC1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654》。添加密鑰4ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法更新apt首先需要更新apt，在窗口輸入指令《sudoaptupdate》。apt是用于從互聯網倉庫搜索、安裝、升級、卸載軟件或操作系統的工具。安裝5ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法選擇安裝方案ROS官方提供給安裝者四個選項，分別為桌面完整版（desktop-full）、桌面版（desktop）、ROS基礎包（ROS-base）和單獨安裝。安裝5ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法確定安裝方案后，在終端輸入指令。運行安裝程序6ROS安裝方法ROS安裝與卸載方法安裝過程如果系統詢問“內容為預估安裝占用空間，是否繼續”，輸入“Y”，表示同意并繼續安裝。安裝全程需保持網絡狀態良好，由于網絡原因導致連接超時可能會安裝失敗，出現如下界面。需嘗試再次重復“更新apt”和安裝命令直至成功。注意事項7ROS卸載ROS安裝與卸載方法如果需要卸載ROS，以ROSMelodicMorenia版本為例，在終端輸入指令sudoaptremoveros-melodic-*ROS安裝與卸載方法?一名同學負責ROS系統安裝。一名同學負責通過網絡查詢安裝過程中遇到的問題。?記錄員負責填寫工作記錄表。ROS安裝與卸載方法ROS安裝與卸載方法ROS安裝與卸載方法選擇正確的版本進行ROS安裝。安裝全程保持網絡狀態良好。ROS安裝與卸載方法計算平臺實訓臺架無筆、計算機操作系統手冊、計算平臺技術手冊ROS安裝與卸載方法無?

仔細確認指令輸入是否正確不要選擇錯誤ROS版本是否能夠正確找到中間件版本是否能夠說明各安裝方案的不同內容是否能夠準確