智能網(wǎng)聯(lián)汽車計算機基礎(chǔ) 教案 項目四任務(wù)2：ROS通信機制-教師手冊

任務(wù)2ROS通信機制-教師手冊項目四ROS機器人操作系統(tǒng)EISA(Guangzhou)IntelligentTechnologyCo.,Ltd.1.一體化教學設(shè)計授課教師：授課班級：學時數(shù)：授課日期：一體化教學場所：教學目標能力目標知識目標素質(zhì)目標1.能夠以代碼的方式實現(xiàn)各種通信機制對應(yīng)的案例；2.能夠熟練使用ROS中的一些操作命令；3.能夠獨立完成相關(guān)實操案例。1.通過過程講解了解ROS中常用的通信機制；2.通過過程講解了解ROS中每種通信機制的理論模型；3.通過過程講解了解ROS中每種通信機制的實現(xiàn)流程；4.通過過程講解了解ROS中的一些操作命令的使用方法。1.專心聽課認真記錄筆記；2.積極參與討論；3.個人積極回答問題；4.養(yǎng)成良好的課后復(fù)習習慣；5.課后翻閱相關(guān)資料加深對課程的了解。教學重點1.話題通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、基本操作流程、自定義msg以及自定義msg的調(diào)用方法；2.服務(wù)通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、自定義srv以及自定義srv的調(diào)用方法；3.參數(shù)服務(wù)器的概念、應(yīng)用場景、理論模型以及參數(shù)操作方法；4.常用命令；5.通信機制比較。教學準備1.ROS通信機制課件；2.ROS通信機制手冊；3.ROS通信機制學生工作頁。教學活動1.通過多媒體課件中部分的圖片以及課程講解讓學生知道話題通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、基本操作流程、自定義msg以及自定義msg的調(diào)用方法。2.通過多媒體課件中部分案例、圖片以及課程講解讓學生們知道服務(wù)通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、自定義srv以及自定義srv的調(diào)用方法。3.通過多媒體課件中部分案例、課程講解讓學生們知道參數(shù)服務(wù)器的概念、應(yīng)用場景、理論模型以及參數(shù)操作方法。4.通過多媒體課件中部分具體實例以及課程講解讓學生們知道常用命令的使用方法。5.通過多媒體課件中部分具體實例以及課程講解讓學生們知道3種通信機制的的相似性及差異。6.通過完成工作頁的方式，讓學生們加深對ROS通信機制相關(guān)知識的了解。課后作業(yè)教學體會2.一體化教學實施教學流程教學內(nèi)容教學方法教學手段學生活動時間分配（min）教學引入提問：不同進程是如何通信的？也即不同進程間如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的？講授多媒體課件課前預(yù)習2教學告知1.話題通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、基本操作流程、自定義msg以及自定義msg的調(diào)用方法；2.服務(wù)通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、自定義srv以及自定義srv的調(diào)用方法；3.參數(shù)服務(wù)器的概念、應(yīng)用場景、理論模型以及參數(shù)操作方法；4.常用命令；5.通信機制比較。講授多媒體課件示范教學課前預(yù)習3教學準備ROS通信機制課件講授多媒體課件講解課前預(yù)習5教學實施1.話題通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、基本操作流程、自定義msg以及自定義msg的調(diào)用方法；2.服務(wù)通信的概念、應(yīng)用場景、理論模型、自定義srv以及自定義srv的調(diào)用方法；3.參數(shù)服務(wù)器的概念、應(yīng)用場景、理論模型以及參數(shù)操作方法；4.常用命令；5.通信機制比較。講授多媒體課件講解課前預(yù)習分組討論30教學總結(jié)1.話題通信2.服務(wù)通信3.參數(shù)服務(wù)器4.常用命令；5.通信機制比較。提問啟發(fā)引導多媒體課件講解回答問題完成個別理論工作頁。53.任務(wù)考核及答案3.1判斷題3.1.1srv文件內(nèi)的可用數(shù)據(jù)類型與msg文件一致。（√）3.1.2話題通信無緩沖區(qū)，而服務(wù)通信有緩沖區(qū)。（×）3.1.3機器人巡邏過程中，控制系統(tǒng)分析傳感器數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)可疑物體或人，此時需要拍攝照片并留存，上述場景使用了話題通信。（×）。3.1.4服務(wù)通信中也有話題，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。（√）3.1.6參數(shù)服務(wù)器中新增參數(shù)與修改參數(shù)的函數(shù)接口是一樣的。（√）3.1.7getParam函數(shù)與getParamCached函數(shù)相比較，前者的檢索效率更高。（×）3.1.8如果鍵不存在，調(diào)用刪除函數(shù)，也會刪除成功。（×）3.2不定項選擇題3.2.1以下哪個角色不屬于服務(wù)通信中？（A）A.訂閱方B.管理者C.服務(wù)端D.客戶端3.2.2請問以下哪個類可以訪問客戶端中的自定義srv？（A）A.RequestB.ResponseC.ReceiveD.Service3.2.3以下哪個角色不是參數(shù)服務(wù)器中的？（B）A.管理員B.參數(shù)獲取者C.參數(shù)設(shè)置者D.參數(shù)調(diào)用者3.2.4以下哪個命令是查看話題相關(guān)的信息A.rosnodeB.rostopicC.rosmsgD.rossrv3.2.5導航實現(xiàn)時，會進行路徑規(guī)劃，比如:全局路徑規(guī)劃，設(shè)計一個從出發(fā)點到目標點的大致路徑；本地路徑規(guī)劃，會根據(jù)當前路況生成時時的行進路徑。上述場景中，全局路徑規(guī)劃和本地路徑規(guī)劃時，使用了下面哪種通信方式。（C）A.話題通信B.服務(wù)通信C.參數(shù)服務(wù)器D.以上都不對3.3問答題3.3.1為什么要學習自定義msg?答：在ROS通信協(xié)議中，數(shù)據(jù)載體是一個較為重要組成部分，ROS中通過std_msgs封裝了一些原生的數(shù)據(jù)類型,比如：String、Int32、Int64、Char、Bool、Empty....但是，這些數(shù)據(jù)一般只包含一個data字段，結(jié)構(gòu)的單一意味著功能上的局限性，當傳輸一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)，比如:激光雷達的信息...std_msgs由于描述性較差而顯得力不從心，這種場景下可以使用自定義的消息類型。3.3.2簡述話題通信和服務(wù)通信的實現(xiàn)流程及其要素。答：實現(xiàn)流程：兩個節(jié)點通過話題關(guān)聯(lián)到一起，