智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 教案 項(xiàng)目四任務(wù)2：ROS通信機(jī)制-教師手冊(cè)

任務(wù)2ROS通信機(jī)制-教師手冊(cè)項(xiàng)目四ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)EISA(Guangzhou)IntelligentTechnologyCo.,Ltd.1.一體化教學(xué)設(shè)計(jì)授課教師：授課班級(jí)：學(xué)時(shí)數(shù)：授課日期：一體化教學(xué)場(chǎng)所：教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.能夠以代碼的方式實(shí)現(xiàn)各種通信機(jī)制對(duì)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(dú)立完成相關(guān)實(shí)操案例。1.通過(guò)過(guò)程講解了解ROS中常用的通信機(jī)制；2.通過(guò)過(guò)程講解了解ROS中每種通信機(jī)制的理論模型；3.通過(guò)過(guò)程講解了解ROS中每種通信機(jī)制的實(shí)現(xiàn)流程；4.通過(guò)過(guò)程講解了解ROS中的一些操作命令的使用方法。1.專(zhuān)心聽(tīng)課認(rèn)真記錄筆記；2.積極參與討論；3.個(gè)人積極回答問(wèn)題；4.養(yǎng)成良好的課后復(fù)習(xí)習(xí)慣；5.課后翻閱相關(guān)資料加深對(duì)課程的了解。教學(xué)重點(diǎn)1.話(huà)題通信的概念、應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)景、理論模型以及參數(shù)操作方法；4.常用命令；5.通信機(jī)制比較。教學(xué)準(zhǔn)備1.ROS通信機(jī)制課件；2.ROS通信機(jī)制手冊(cè)；3.ROS通信機(jī)制學(xué)生工作頁(yè)。教學(xué)活動(dòng)1.通過(guò)多媒體課件中部分的圖片以及課程講解讓學(xué)生知道話(huà)題通信的概念、應(yīng)用場(chǎng)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(guò)多媒體課件中部分案例、圖片以及課程講解讓學(xué)生們知道服務(wù)通信的概念、應(yīng)用場(chǎng)景、理論模型、自定義srv以及自定義srv的調(diào)用方法。3.通過(guò)多媒體課件中部分案例、課程講解讓學(xué)生們知道參數(shù)服務(wù)器的概念、應(yīng)用場(chǎng)景、理論模型以及參數(shù)操作方法。4.通過(guò)多媒體課件中部分具體實(shí)例以及課程講解讓學(xué)生們知道常用命令的使用方法。5.通過(guò)多媒體課件中部分具體實(shí)例以及課程講解讓學(xué)生們知道3種通信機(jī)制的的相似性及差異。6.通過(guò)完成工作頁(yè)的方式，讓學(xué)生們加深對(duì)ROS通信機(jī)制相關(guān)知識(shí)的了解。課后作業(yè)教學(xué)體會(huì)2.一體化教學(xué)實(shí)施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動(dòng)時(shí)間分配（min）教學(xué)引入提問(wèn)：不同進(jìn)程是如何通信的？也即不同進(jìn)程間如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的？講授多媒體課件課前預(yù)習(xí)2教學(xué)告知1.話(huà)題通信的概念、應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)景、理論模型以及參數(shù)操作方法；4.常用命令；5.通信機(jī)制比較。講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)3教學(xué)準(zhǔn)備ROS通信機(jī)制課件講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)5教學(xué)實(shí)施1.話(huà)題通信的概念、應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)景、理論模型以及參數(shù)操作方法；4.常用命令；5.通信機(jī)制比較。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)分組討論30教學(xué)總結(jié)1.話(huà)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(jī)制比較。提問(wèn)啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解回答問(wèn)題完成個(gè)別理論工作頁(yè)。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(lèi)型與msg文件一致。（√）3.1.2話(huà)題通信無(wú)緩沖區(qū)，而服務(wù)通信有緩沖區(qū)。（×）3.1.3機(jī)器人巡邏過(guò)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(shí)需要拍攝照片并留存，上述場(chǎng)景使用了話(huà)題通信。（×）。3.1.4服務(wù)通信中也有話(huà)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(huì)刪除成功。（×）3.2不定項(xiàng)選擇題3.2.1以下哪個(gè)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(hù)端3.2.2請(qǐng)問(wèn)以下哪個(gè)類(lèi)可以訪問(wèn)客戶(hù)端中的自定義srv？（A）A.RequestB.ResponseC.ReceiveD.Service3.2.3以下哪個(gè)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(gè)命令是查看話(huà)題相關(guān)的信息A.rosnodeB.rostopicC.rosmsgD.rossrv3.2.5導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)時(shí)，會(huì)進(jìn)行路徑規(guī)劃，比如:全局路徑規(guī)劃，設(shè)計(jì)一個(gè)從出發(fā)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的大致路徑；本地路徑規(guī)劃，會(huì)根據(jù)當(dāng)前路況生成時(shí)時(shí)的行進(jìn)路徑。上述場(chǎng)景中，全局路徑規(guī)劃和本地路徑規(guī)劃時(shí)，使用了下面哪種通信方式。（C）A.話(huà)題通信B.服務(wù)通信C.參數(shù)服務(wù)器D.以上都不對(duì)3.3問(wèn)答題3.3.1為什么要學(xué)習(xí)自定義msg?答：在ROS通信協(xié)議中，數(shù)據(jù)載體是一個(gè)較為重要組成部分，ROS中通過(guò)std_msgs封裝了一些原生的數(shù)據(jù)類(lèi)型,比如：String、Int32、Int64、Char、Bool、Empty....但是，這些數(shù)據(jù)一般只包含一個(gè)data字段，結(jié)構(gòu)的單一意味著功能上的局限性，當(dāng)傳輸一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)，比如:激光雷達(dá)的信息...std_msgs由于描述性較差而顯得力不從心，這種場(chǎng)景下可以使用自定義的消息類(lèi)型。3.3.2簡(jiǎn)述話(huà)題通信和服務(wù)通信的實(shí)現(xiàn)流程及其要素。答：實(shí)現(xiàn)流程：兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)話(huà)題關(guān)聯(lián)到一起，