智能网联汽车计算机基础 教案 项目四任务2：ROS通信机制-教师手册

任务2ROS通信机制-教师手册项目四ROS机器人操作系统EISA(Guangzhou)IntelligentTechnologyCo.,Ltd.1.一体化教学设计授课教师：授课班级：学时数：授课日期：一体化教学场所：教学目标能力目标知识目标素质目标1.能够以代码的方式实现各种通信机制对应的案例；2.能够熟练使用ROS中的一些操作命令；3.能够独立完成相关实操案例。1.通过过程讲解了解ROS中常用的通信机制；2.通过过程讲解了解ROS中每种通信机制的理论模型；3.通过过程讲解了解ROS中每种通信机制的实现流程；4.通过过程讲解了解ROS中的一些操作命令的使用方法。1.专心听课认真记录笔记；2.积极参与讨论；3.个人积极回答问题；4.养成良好的课后复习习惯；5.课后翻阅相关资料加深对课程的了解。教学重点1.话题通信的概念、应用场景、理论模型、基本操作流程、自定义msg以及自定义msg的调用方法；2.服务通信的概念、应用场景、理论模型、自定义srv以及自定义srv的调用方法；3.参数服务器的概念、应用场景、理论模型以及参数操作方法；4.常用命令；5.通信机制比较。教学准备1.ROS通信机制课件；2.ROS通信机制手册；3.ROS通信机制学生工作页。教学活动1.通过多媒体课件中部分的图片以及课程讲解让学生知道话题通信的概念、应用场景、理论模型、基本操作流程、自定义msg以及自定义msg的调用方法。2.通过多媒体课件中部分案例、图片以及课程讲解让学生们知道服务通信的概念、应用场景、理论模型、自定义srv以及自定义srv的调用方法。3.通过多媒体课件中部分案例、课程讲解让学生们知道参数服务器的概念、应用场景、理论模型以及参数操作方法。4.通过多媒体课件中部分具体实例以及课程讲解让学生们知道常用命令的使用方法。5.通过多媒体课件中部分具体实例以及课程讲解让学生们知道3种通信机制的的相似性及差异。6.通过完成工作页的方式，让学生们加深对ROS通信机制相关知识的了解。课后作业教学体会2.一体化教学实施教学流程教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配（min）教学引入提问：不同进程是如何通信的？也即不同进程间如何实现数据交换的？讲授多媒体课件课前预习2教学告知1.话题通信的概念、应用场景、理论模型、基本操作流程、自定义msg以及自定义msg的调用方法；2.服务通信的概念、应用场景、理论模型、自定义srv以及自定义srv的调用方法；3.参数服务器的概念、应用场景、理论模型以及参数操作方法；4.常用命令；5.通信机制比较。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备ROS通信机制课件讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.话题通信的概念、应用场景、理论模型、基本操作流程、自定义msg以及自定义msg的调用方法；2.服务通信的概念、应用场景、理论模型、自定义srv以及自定义srv的调用方法；3.参数服务器的概念、应用场景、理论模型以及参数操作方法；4.常用命令；5.通信机制比较。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论30教学总结1.话题通信2.服务通信3.参数服务器4.常用命令；5.通信机制比较。提问启发引导多媒体课件讲解回答问题完成个别理论工作页。53.任务考核及答案3.1判断题3.1.1srv文件内的可用数据类型与msg文件一致。（√）3.1.2话题通信无缓冲区，而服务通信有缓冲区。（×）3.1.3机器人巡逻过程中，控制系统分析传感器数据发现可疑物体或人，此时需要拍摄照片并留存，上述场景使用了话题通信。（×）。3.1.4服务通信中也有话题，但是不需要保持一致。（×）3.1.5需要在CMakeLists.txt文件中的add_service_files添加srv文件名。（√）3.1.6参数服务器中新增参数与修改参数的函数接口是一样的。（√）3.1.7getParam函数与getParamCached函数相比较，前者的检索效率更高。（×）3.1.8如果键不存在，调用删除函数，也会删除成功。（×）3.2不定项选择题3.2.1以下哪个角色不属于服务通信中？（A）A.订阅方B.管理者C.服务端D.客户端3.2.2请问以下哪个类可以访问客户端中的自定义srv？（A）A.RequestB.ResponseC.ReceiveD.Service3.2.3以下哪个角色不是参数服务器中的？（B）A.管理员B.参数获取者C.参数设置者D.参数调用者3.2.4以下哪个命令是查看话题相关的信息A.rosnodeB.rostopicC.rosmsgD.rossrv3.2.5导航实现时，会进行路径规划，比如:全局路径规划，设计一个从出发点到目标点的大致路径；本地路径规划，会根据当前路况生成时时的行进路径。上述场景中，全局路径规划和本地路径规划时，使用了下面哪种通信方式。（C）A.话题通信B.服务通信C.参数服务器D.以上都不对3.3问答题3.3.1为什么要学习自定义msg?答：在ROS通信协议中，数据载体是一个较为重要组成部分，ROS中通过std_msgs封装了一些原生的数据类型,比如：String、Int32、Int64、Char、Bool、Empty....但是，这些数据一般只包含一个data字段，结构的单一意味着功能上的局限性，当传输一些复杂的数据，比如:激光雷达的信息...std_msgs由于描述性较差而显得力不从心，这种场景下可以使用自定义的消息类型。3.3.2简述话题通信和服务通信的实现流程及其要素。答：实现流程：两个节点通过话题关联到一起，