什么是ROS？

ROS全称Robot Operate System，也就是机器人操作系统，它具有典型的分布式、模块化的软件架构特征。ROS也是当前全球使用最广泛、生态支持最好的机器人操作系统，虽然说是机器人操作系统，但是当前其被广泛运用在无人驾驶领域，半数以上的无人驾驶公司和团队、实验室、研究机构甚至包括部分车场都在使用它来进行无人驾驶的开发。
ROS的官网是：http://www.ros.org/

简单来说，它是一个类操作系统，当前支持的最好的，也是最常见的就是Ubuntu16.04。为什么说他是类操作系统，因为它的运作必须要基于一个真实的操作系统（通常是Ubuntu）来支撑。但是它同样提供了一系列的接口、诊断工具、组件通信、附属工具、第三方软件集成（例如PCL、OpenCV等）、常用传感器接口等等。
在ros官网的wiki上，ROS的自我定义是：
ROS (Robot Operating System, 机器人操作系统) 提供一系列程序库和工具以帮助软件开发者创建机器人应用软件。它提供了硬件抽象、设备驱动、函数库、可视化工具、消息传递和软件包管理等诸多功能。ROS遵循BSD开源许可协议。

什么是Apollo定制版ROS？

首先我们要了解什么是Apollo？且为什么Apollo需要自行开发定制版ROS？当这么都清晰明了之后，你就自然明白了本文的含义。

什么是Apollo？

Apollo是百度的无人驾驶解决方案代号，其整体解决方案包括硬件、驱动、软件、算法、云端、仿真验证、工具链等组件。
其本身已经开源了一部分代码，详情可见：https://github.com/ApolloAuto/apollo
![Apollo开源项目

那么Apollo通过ROS将各个功能模块从整个完整的无人驾驶软件系统中划分开来，做到架构清晰，方便管理，便于拓展和维护以及迭代开发。且ROS天生解耦，大大提高了软件开发的效率。

为什么Apollo需要自行开发定制版ROS？

为什么要自行开发定制版ROS，这主要原因在于开源社区的ROS虽然满足了Apollo的特性和功能开发需求，但是它无法满足Apollo作为一个百度的王牌，作为一个商业解决方案的需求。
我们都知道，从demo到商业化落地，这中间有很多的路要走，之所以要定制化开发ROS，也是基于这点考虑，相比如开源社区版ROS，Apollo的定制化ROS有以下几点特征和优势：
1、更可靠的安全性；
2、更好的兼容性；
3、更快的传输速度；
作为无人驾驶的软件系统和架构看来说，我们无法做到像其他软件一样可以容忍一定程度上的错误和BUG，所以高规格、高要求、高安全、高可靠、高可信才是商业化的前提。

不同之处的对比

更可靠的安全性

一个完整的ROS工程由多个rosnode组成，每一个rosnode都有它自己独特的功能，一个或者多个rosnode就组成了Apollo中一个功能模块，比如说感知、融合、地图、定位等等。
所以所rosnode的管理至关重要，社区版本的ROS针对rosnode的管理，全部依赖于一个叫做rosmaster的节点，一旦该节点挂掉之后，整个工程里面所有的rosnode全部都会失效，down掉，这对于一个要求高可靠的无人驾驶系统来说，是完全无法容忍的。

所以基于这点，百度的apollo就针对这点对ros做了改造，完成了一个特性，叫做去中心化。
顾名思义，也就是说现在的rosnode接口不再依赖于一个独立的master来进行管理，而是将其全部放置与一个公共域demain中，域中的每个rosnode都有域中其他节点的信息，这样就可以消除单点故障。

更快的传输速度

ROS通过rosmsg这一特殊的消息结构体在两个或者多个rosNode之间进行通信，而在开源版本中ROS则是直接走的底层的网络协议出发，去进行不同rosNode之间消息的传递和通信，而其实这是一种很大的浪费，相对于rosnode来说，就像是一个一个微服务，当两个rosnode在不同的物理节点上时，的确需要通过网络进行传输，但是其实在实际的工程中，大量的rosnode是存在于一个物理节点之中的，此时还在去使用网络进行通信，无疑是多此一举，且还大规模增加了通信的负担。
因此百度基于ROS公版增加了share memory，也就是共享内存特性。通过该特性，降低了不同模块之间的数据复制需求，大大提升了节点间通信的效率，极大降低了通信损耗和资源使用。
且针对于一个节点和多个节点进行通信时，共享内存支持一次写入，多次读取的模式。

更好的兼容性

前文说道，rosnode之间通过一种叫做rosmsg的格式来进行数据传输，A节点按照一定赫兹pub rosmsg，而B节点则时刻监听相同的topic，按照一样的rosmsg格式来进行sub订阅接受传递过来的消息。

但是如果其中有一个几点的rosmsg发生了些许变化，比如说多了一个参数，则在开源版的ros中就会通信失败，两个节点之间必须要严格格式一致，方可通信。

这其实会导致严重的数据兼容性问题，例如我们希望升级其中某个节点的romsg，那么为了保证数据通路的正常，我们就需要将所有与它进行交互的rosnode全部找出来，然后统一升级一遍。
再比如说一旦某个rosmsg的格式发生了变化，那么再次之前所有的搜集到的以前一个版本的rosmsg格式为准的数据，就必须要全部再转化一遍才可以使用了。这也极大的提高了数据存储和数据收集的难度和兼容性。
为了解决这个问题，Apollo使用了一种名叫Protobuf的结构化数据序列化方法来替代源生的rosmsg数据格式进行通信。

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