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ROS2自动驾驶接口对接实战

📚 共计 30 章节

ROS2与自动驾驶概览

自动驾驶系统架构、ROS2在自动驾驶中的角色、课程项目介绍与开发环境总览。

ROS2核心概念与开发环境搭建

节点、话题、服务、动作的概念，Ubuntu + ROS2 Humble安装与验证。

ROS2工作空间与功能包创建

工作空间结构、使用colcon编译、创建第一个C++/Python功能包。

编译功能包

ROS2话题通信实战

发布者与订阅者模型、自定义消息接口、实现车辆速度话题发布与订阅。

ROS2服务通信实战

客户端与服务器模型、自定义服务接口、实现车辆转向控制服务。

ROS2动作通信实战

动作服务器与客户端、实现车辆路径跟踪动作接口。

ROS2参数管理与生命周期节点

参数服务器、动态参数配置、生命周期节点在传感器管理中的应用。

参数生命周期

自动驾驶传感器数据接入（一）

Camera图像数据采集与ROS2发布，使用cv_bridge。

自动驾驶传感器数据接入（二）

LiDAR点云数据采集与ROS2发布，使用PCL库。

自动驾驶传感器数据接入（三）

GPS/IMU数据解析与ROS2发布，使用nmea_msgs。

数据同步与时间戳管理

多传感器时间同步机制、消息过滤器(Message Filters)、时间戳对齐实战。

同步时间戳

坐标系与TF变换

TF2库详解、坐标树管理、传感器外参标定数据发布。

车辆底盘控制接口对接

基于CAN/串口的底盘通信、ROS2到底盘控制指令转换、状态反馈。

自动驾驶计算平台与ROS2部署

Jetson Orin/X86工控机环境配置、ROS2跨平台编译与部署。

ROS2与深度学习推理引擎集成

使用ROS2调用TensorRT/OpenVINO模型、发布推理结果。

感知模块接口实战（一）

目标检测结果（BoundingBox）自定义消息设计与发布。

感知模块接口实战（二）

车道线检测结果（多项式/点集）自定义消息设计与发布。

车道线多项式

感知模块接口实战（三）

可行驶区域（Occupancy Grid）自定义消息设计与发布。

Occupancy区域

定位模块接口实战

GNSS+IMU融合定位结果、NDT匹配定位结果的ROS2消息封装。

规划模块接口实战（一）

全局路径规划（Lanelet/OSM）结果消息定义与发布。

全局路径Lanelet

规划模块接口实战（二）

局部路径规划（轨迹点序列）消息定义与发布。

局部路径轨迹

控制模块接口实战

方向盘转角、油门、刹车控制命令的ROS2消息封装与订阅。

ROS2节点间通信质量保障

QoS配置详解（Reliability、Durability、History），针对不同传感器选择最佳QoS。

ROS2分布式通信与多机协同

DDS发现机制、多机器人/车路协同通信配置、ROS2 Domain ID管理。

分布式多机

ROS2 Bag数据录制与回放

使用ros2 bag记录传感器数据、离线回放与算法调试。

ROS2组件化编程与进程内通信

Component概念、使用rclcpp_components优化感知流水线性能。

组件进程内

ROS2 Launch文件进阶

大型系统启动编排、参数动态加载、条件化启动与命名空间管理。

ROS2系统监控与诊断

diagnostic_updater使用、节点健康检查、心跳机制实现。

ROS2与Autoware/Apollo框架集成

接口适配层设计、消息桥接、混合系统实战。

综合实战：完整自动驾驶闭环Demo

搭建一个完整的ROS2自动驾驶感知-规划-控制闭环Demo，从传感器数据接入到车辆控制指令输出。