ROS2机器人笔记21-03-14

ROS会议和活动：

如果对机器人技术感兴趣，但是看不到任何适合兴趣的项目，那么可能还需要考虑将其应用于同级组织中，例如OpenCV和MoveIt！ 

核心是各种应用和ROS2的逐渐普及

GPU运算越来越主流，Nvidia Jetson TX2。难点在于高效率应用GPU！

The conundrum is how to actually make use of the GPU compute capability of the Jetson. 

• 视觉
• 机器学习
• 导航
• 机械臂轨迹规划
• 多机器人任务协作

这些都是主流的研究方向。

 特斯拉model 3正式进驻webots，有趣啊……

最近，Webots添加了一个车辆展示示例，演示Webots的某些汽车仿真功能。 示例包括公开了AckermannDrive接口的Tesla Model 3。 对于想要在Webots中模拟车辆的用户来说，这是一个起点。 同样，对webots来说，它是与ROS 2汽车功能包集进一步融合的基础。

即将推出基于ROS 2的实时系统
实时正成为在工业中传播ROS的越来越紧迫的话题。 ROS 2现在具有实时功能的中间件和调度程序。 Ralph Lange（博世公司研究部）介绍了他们对ROS 2的实时确定性调度程序的实现。Francesca Finocchiaro和Pablo Garrido（eProsima）介绍了如何在使用µROS的微控制器上运行ROS 2。 最后，Lennart Puck（FZI）介绍了如何使用ROS 2创建实时系统以及这些系统的基准。 Lennart Puck表示，基于他们的基准，ROS 2可以满足实时要求。 Katherine Scott（Open Robotics）谈到了从ROS 1到ROS 2的过渡以及一般的设计决策。 通常的结论是，现在是切换到ROS 2的时候了。

urdf2webots 

更新如下：

• 创建关节的DEF的可能性
• 修复针对没有ROS1的用户的软件包搜索
• 修复质心输出
• 包括触摸传感器

新版本1.0.9可以在这里找到：https://github.com/cyberbotics/urdf2webots

如果使用pip，则可以使用pip install urdf2webots进行安装，也可以使用pip install --no-cache-dir --upgrade urdf2webots进行升级

ros2control

它还没有接近最终版，但已经处于社区可以用了的状态了（bug少了）。

这并不意味着将没有软件包级别的文档！ 实际上，目标是提供一种解决方案，其中文档包含在相关的软件包中（因此功能部件和文档可以到达同一PR），并且将它们组合在一起以形成以下页面：

https://ros-controls.github.io/control.ros.org/

其他新闻：（机器翻译！）

大事记

• 世界MoveIt日视频已发布！
• 3/13/2021 Open Robotics / @marcogg在FOSS亚洲
• 3/14/2021 Open Robotics / @marcogg在FOSS Asia第二部分
• 3/18/2021每周一次的机器人聚会
• 3/23/2021大规模机器人技术–为机器人技术初创企业筹款
• 3/25/2021 ROS工业自动化
• 3/30/2021开源101Gazebo谈
• 4/9/2021开放硬件峰会–在此处购买门票
• 4/13/2021 ROS-工业年会
• 9/16/2021 ROSConJp
• 10/21/2021 ROSCON NOLA
• 11/22/2021 ROSCon Fr

消息

• LGSVL中的F1 /十分
• 詹姆斯·布鲁顿（James Bruton）制造机械臂
• DARPA资助朱莉娅语言进行电子仿真
• 诅咒点火凉亭
• Nimble Robotics筹集了5000万美元
• 蒙特利湾水族馆研究所MiniROV
• MBARI水下自动驾驶汽车上的嵌入式FM播客
• Circuit Launch Robotics CoLab类（收费）
• 研究：无人机玩跳绳
• MIT SLAM技术评论论文
• 视频系列：组件的秘密生活
• 视频：跟随机器人的AR标签
• TechCrunch机器人综述
• UT奥斯汀应用机器人集团的酷演示
• 折射人工智能提高4.2美元

ROS

• 用于GRBL / CNC的ROS 2
• Arduino Portenta上的micro-ROS
• 凉亭无人机交付
• ROS 2 /点火凉亭Google Summer of Code Announcement
• 您所有的移动基地都属于我们
• ROS GoPro驱动程序
• 与公司一样，Canonical ROS动力学迁移指南
• 视频：新型人形ROS机器人
• 斗山ROS培训
• ROSCon日本公告（日语）也用英语
• OMG ROS 2 / DDS QoS TCB
• MoveIt路线图讨论
• 从ROS引导程序中删除软件包
• 我们会想念您的@kyrofa：cry：
• 新的动力学Kame套餐
• GPU加速讨论
• URDF 2 WeBots
• ROS 2中的级联生命周期节点树

ROS问题

• 在户外具有更好的四月标签性能？
• MavROS中的GPS主题？
• 从RVIZ导出PDF或图像？

-Fin-

附

对于自动驾驶汽车，完全自主性可能不如您想象的那样充分。

作者：埃文·阿克曼

今年1月（2021年），Waymo发布了一条推文，细分了“自动驾驶”对Waymo Driver的含义，这就是该公司指其自动驾驶系统的方式。推文中的视频指出，级别1，级别2和级别3的自治并非“完全自治”，因为可能需要人工驾驶。听起来不错。Waymo驱动程序以4级自治运行，Waymo说，这意味着“在我们定义的运行条件下不需要人工驱动程序。” Waymo继续说，这代表“全自动驾驶技术”，而Waymo Driver则“完全独立于人类驾驶员”。 

在自动驾驶汽车的背景下使用“完全自主”一词可能会很棘手。根据其观点，具有4级自主权的车辆从根本上不能称为“完全”自主，因为它在某些情况下是自主的，而在其他情况下则是自定义的，这是确定的操作条件所在的地方。这些自主性背后的人是SAE International可以轻松地将具有4级和5级自主性的车辆称为“完全自主”，但是从机器人的角度来看，Waymo Driver的自主性 更加细微。

虽然人类可能不会直接与Waymo的车辆发生冲突，但如果车辆发现自己不自信要自行处理，那么有一组人员可以在远程待命状态下提供高级指导。这些情况不需要人工接管车辆的操作，但可以包括建筑区域，意外的道路封闭或警察用手势指导交通的情况，这些情况可能是人类可以在车辆上解释的。乍一看，但是众所周知 ，自治系统很困难。

像这样的人可用的方法没有什么问题，除了它提出了一个问题：如果有时会发现自己可以决定的情况，那么第4级自动驾驶系统是否应该真正被称为完全自动驾驶并且完全独立于驾驶员？向远方的人寻求指导。看起来似乎很花哨，但是清楚地了解自治系统可以做什么和不可以做什么非常重要，尤其是当此类主题与可能没有太多机器人或自治背景的人们越来越相关时。这就是Waymo发推文的原因，Waymo现在拥有一个名为“让我们来谈论自动驾驶”的整个公共教育计划，该计划旨在清楚地传达什么是自动驾驶及其工作原理。

本着同样的精神，我与领导Waymo行为团队的Nathaniel Fairfield进行了交谈，以更详细地了解Waymo称其为Waymo Driver完全自主时的实际含义。

IEEE Spectrum：您能否告诉我们一些有关您的背景知识，以及您目前在Waymo所扮演的角色？

Nathaniel Fairfield：我目前是Waymo的一名杰出软件工程师，负责我们所谓的“行为”，这是机载软件的决策部分，包括行为预测，计划，路线，车队响应和控制。自2009年我们作为Google自动驾驶汽车项目成立以来，我就一直在团队中工作。我的背景是机器人技术。在Waymo之前，我曾在卡内基梅隆大学机器人研究所（在那里我获得了博士学位和硕士学位）工作，该机器人可以绘制复杂的3D环境（例如：在墨西哥淹没的纸浆），而在那之前，我曾在一家名为Bluefin Robotics制造用于绘制海底地图的机器人。 

Waymo如何定义完全自治？

当我们考虑在Waymo定义完全自主性时，问题是该系统是否设计为在我们的操作设计领域（ODD）的所有条件下独立执行整个动态驾驶任务，而无需依靠人工干预，或者是否需要在这种情况下进行干预并采取控制措施以确保事物安全的人员。前者将是完全自治，而后者则不会。两者之间的差异是我们在负责执行整个动态驾驶任务的Waymo（Waymo Driver）开发的L4系统与L2或L3系统之间的差异。

Waymo的车辆无法自动操作的特定操作条件是什么？

我们目前在凤凰城的ODD大约有130 km 2（比旧金山大），在凤凰城我们拥有完全自主的Waymo One服务。该区域足够广泛，可以覆盖日常驾驶，包括不同的道路类型，各种操纵，速度范围，全天候等等。随着技术的不断发展，ODD一直在发展。
 
就像有能力的人类驾驶员一样，Waymo驾驶员的设计也使其不会在其批准的ODD之外运行。Waymo驱动程序旨在自动检测天气或道路状况，这些状况会影响我们的ODD内的安全驾驶，并返回到基地或安全停车（即达到“最小风险状况”），直到状况改善为止。

如果Waymo的车辆遇到新情况，他们会要求远程人工监督人员协助决策。您能解释一下该过程如何进行吗？

想象一下，您正在出门驾驶，然后遇到前方的“道路封闭”标志。您可能会停顿一下，寻找“绕道”标志，以向您展示如何绕过它，或者如果您没有看到它，则开始准备从那条路转弯并创建自己的绕道或新路线。Waymo驱动程序执行的操作与评估如何绘制最佳路径的方法相同。在这种情况下，如果道路完全被堵，它可以请我们的“车队响应”专家为您提供建议，建议哪种路线可能更好或更有效，然后接受输入，并将其与车载地图上的信息结合起来，通过传感器实时查看的内容，并选择最佳的处理方式。 
 
此示例显示了我们所有车队响应交互的一些基本属性：

• 远程人员没有遥控汽车
• Waymo Driver不会寻求帮助以感知周围的环境；它已经可以做到这一点。它正在基于已感知的内容，就更具战略意义的计划问题寻求建议。 
• Waymo驱动程序始终负责确保安全
• 人工响应可能非常有帮助，但对于安全驾驶并非必不可少

在没有人工输入的情况下Waymo驱动程序可能无法继续进行操作的情况或决策点有哪些示例？

除了构造之外，另一个示例将是解释手势。尽管在过去几年中我们对此进行了很大的改进，但是这是Waymo驾驶员喜欢偶尔调用Fleet Response的一种常见情况。Waymo驱动程序可以感知到某个人可能正在使用手势，例如另一个道路使用者在挥手，然后它将调用Fleet Response确认该手势似乎在发出信号，并使用该输入来决定何时以及何时进行手势操作。如何进行。

这是完全动态的，并取决于特定的情况。Waymo驾驶员不会将“所有施工区域”或“所有新颖的情况”与“舰队响应”联系起来。例如，有些死角或建筑区域可能根本就不需要Waymo驾驶员调用“车队响应”。这些只是我们看到的“机群响应”所用的一些常见方案的示例-Waymo驱动程序可以调用“机群响应”而不必这样做的情况。

因此，“驾驶任务”有时与“战略计划”是分开的，“战略计划”可能包括在人类通过手势，繁忙的施工区域，全面的道路封闭等进行指示的情况下进行导航。有时可能需要远程人员协助Waymo Driver进行战略规划决策。我理解正确吗？

缩小一点（这可能有点哲学意义）：任务是由复杂程度不断提高的行为层组成的（以便能够覆盖所有可能出现的情况），还是有可能在仅某些特定领域划分出某些领域行为是必须的，并称其为任务？一个简单的例子就是系鞋带。它包括我每天最常做的事情：穿鞋，打结吗？还是它还包括处理我儿子绑在鞋带上的讨厌的结？或包括在鞋带断裂时修补鞋带？如果休息时间不好，还是要更换？还是寻找新的鞋带（如果我必须更换鞋带）？如果需要购买新的花边，还是去商店？

如果是第一种情况，那么即使是人类也不是真正的个人自治者，因为我们依靠其他人的帮助（更换轮胎），公共工程（安装交通信号灯）和社会决策（小汽车的交通管理）镇7月4日的阅兵式）。如果是第二种情况，那么就到底在哪里划界线有无休止的讨论。因此，从某种意义上讲，它是任意的，我们可以同意不同意，但是这样做的乐趣是什么？我要指出，存在某些“有用”的区别，其中某些功能集可以使代理做有意义的事情。

需要澄清的是，这不仅仅是Waymo的观点，实际上是SAE如何做出这些区分。SAE本质上将动态驾驶任务（DDT，或Waymo驾驶员负责）定义为涉及操作车辆所需的战术和操作功能，这些功能与战略功能是分开的。

编者按：根据SAE的说法，动态驾驶任务包括以下方面的操作（转向，制动，加速，监视车辆和道路）和战术（响应事件，确定何时更改车道，转弯，使用信号等）方面。驾驶任务，而不是驾驶任务的战略（确定目的地和航路点）方面。SAE对4级自动驾驶的定义涉及自动驾驶系统对动态驾驶任务各个方面的特定驾驶模式性能，即使驾驶员没有适当地干预要求也是如此。

Waymo的车辆与乘客一起行驶时的脱离率是多少？脱离的最常见原因是什么？

“脱离”通常是指汽车中的车辆操作员何时将模式从自动模式切换到手动模式。凭借我们的完全自主服务，我们没有汽车操作员，因此在技术上没有普遍理解该术语的“脱离接触”的感觉。我们确实有一个路边援助团队，可以在旅途中为车辆提供协助（并在适当时将其切换为手动控制），但是我们没有共享这些交互作用的指标。
 
但是，这种脱离率应该从自主权中扣除，并且任何卡住的东西都不是“完全自主”的想法是有缺陷的。在这个定义下，人类驾驶员不是“完全”自主的！说“纳撒尼尔是99岁。 

我同意说纳撒尼尔只有99.999％的自主性是很愚蠢的，因为他必须打电话给拖车，但这是因为大多数人不认为这是驾驶任务的一部分，我认为这可能会更愚蠢纳撒尼尔（Nathaniel）有时不能开车穿越施工区域，或者遇到封路时不能改行自己的路线，那么他只有99.999％的自治权。

乘坐出租车时，您不会问自己驾驶者是否具有在特定道路上行驶的特定驾驶执照，或者是否必须跳入前排座椅来抓住方向盘。您只是假设他们可以在没有任何干预的情况下将您带到目的地。当您乘坐由Waymo驾驶员驾驶的车辆时，您可以放心地做出这个假设！这并不意味着您的出租车司机在某些情况下无法寻求建议，也不意味着Waymo驾驶员无法做到这一点。 

此外，如上所述，我们认为SAE的区别有助于确定构成诸如Waymo Driver之类的L4自动驾驶系统必须能够执行的动态驾驶任务的内容，包括DDT不涉及战略功能。您在此处引用的示例或者是Waymo驱动程序可以执行的功能（例如，通过明确标记的施工区域行驶），或者是Waymo驱动程序在何处接收信息或澄清一些事实以促进其执行DDT的示例。人类驾驶员（例如出租车驾驶员！）从无线电报告，导航设备，甚至从停靠的交通中询问相邻的驾驶员向前看时，都会收到信息以告知其驾驶，并且在混乱的情况下，可能会询问交通官员如何出行崩溃区域。

因此，您的观点是，如果系统有时依赖于人员来进行战略决策，那么该系统可以准确地描述为“完全自主”吗？

是的。Waymo Driver是Phoenix服务区域中的一款完全自动驾驶的驱动程序，我认为大多数机器人专家都会同意我的看法！这是因为Waymo Driver出于将我们的车手驾驶到目的地的目的，做出了与动态驾驶任务有关的所有决策。

您现在最兴奋的是什么机器人研究（当然是您自己的研究！）？

老实说，我们在Waymo进行的旨在提高安全性并与人类自然互动的高能力决策系统的研究就变得既酷（又具有挑战性）！它涉及不确定性的推理（以及我们自身在感知和解释方面的局限性），其他代理人的意图以及其他代理人的行为将根据我们的行为而变化的推理，并利用数百万英里的真实世界的驾驶经验和切入点先进的机器学习可加快行为的进展。
 
波士顿动力公司所展示的机械工程和复杂的脚步计划给我留下了深刻的印象，他们在做一些非常优雅的机器人。我的内心也属于探索机器人技术，无论是在水下，冰下还是在其他行星上（或者在欧罗巴的情况下，都是这三者）。它是坚如磐石的机制，强大的自治能力和开创性的科学发现的结合。

对于战略性边缘案例而言，需要有人在循环中是很机器人的事情，也许这就是为什么它被纳入SAE自治级别的原因。从技术上讲，Waymo根据该定义将其车辆称为完全自主是绝对正确的。不过，我认为这样做的风险在于，人们可能无法直观地理解“完全自主”仅适用于动态驾驶任务，而不适用于战略规划任务，而对于人类而言，这是我们倾向于思考的组成部分称为“驾驶”。

我真正想知道的是，在Waymo解决了驾驶的战略规划部分（我确定他们会做到）之后的几年后，会发生什么。因为到那时，Waymo驱动程序将比以前更加自治，并且他们将必须以某种方式进行通信。更充分的自主权？完全自治加上？ 过度自治？我等不及要找出答案。

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