[發(fā)明專利]一種支持多種硬件接口的機(jī)器人開發(fā)板ROS通訊系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112445728B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張展華;碩南;羅云翔;邸慧軍;徐志
• 申請（專利權(quán)）人: 中科院軟件研究所南京軟件技術(shù)研究院
• 主分類號: G06F13/10
• 分類號: G06F13/10;G06F13/38;G06F13/42;G06F9/54;H04L12/46
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳月菊

1.一種支持多種硬件接口的機(jī)器人開發(fā)板ROS通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述ROS通訊系統(tǒng)包括虛擬網(wǎng)絡(luò)中間件和虛擬適配器；

所述虛擬網(wǎng)絡(luò)中間件包括基礎(chǔ)驅(qū)動生成模塊和自定義虛擬接口生成模塊；

所述基礎(chǔ)驅(qū)動生成模塊用于生成基礎(chǔ)驅(qū)動程序；所述自定義虛擬接口生成模塊用于根據(jù)開發(fā)板的功能部署圖確認(rèn)虛擬對象的線路編號，并根據(jù)確認(rèn)結(jié)果將對應(yīng)線路的不同類型的硬件接口虛擬成網(wǎng)絡(luò)接口，通過虛擬IP支持原生ROS通訊；

所述虛擬適配器對接收到的通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，如果是ROS數(shù)據(jù)，將原本的網(wǎng)路線路調(diào)用嫁接到相應(yīng)線路編號的虛擬線路上，采用對應(yīng)的硬件接口本地回環(huán)接收到的通訊數(shù)據(jù)至共享內(nèi)存，如果不是ROS數(shù)據(jù)，按照該硬件接口的正常功能傳輸至外部程序；

其中，所述虛擬適配器對通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行識別的過程包括以下步驟：

S01，接收到的通訊數(shù)據(jù)，通過HTTP使用統(tǒng)一資源標(biāo)識符判斷源數(shù)據(jù)是否滿足HTTP協(xié)議，如果滿足，進(jìn)入步驟S02，否則，進(jìn)入步驟S03；

S02，判斷數(shù)據(jù)是否符合XML封裝，如果符合，判定接收到的通訊數(shù)據(jù)滿足ROS通訊的XML-RPC協(xié)議，否則，進(jìn)入步驟S03；

S03，判定接收到的通訊數(shù)據(jù)為非ROS數(shù)據(jù)；

所述基礎(chǔ)驅(qū)動生成模塊的工作流程包括以下步驟：

S11，確認(rèn)芯片規(guī)格，獲取對應(yīng)的gcc編譯器；

S12，根據(jù)硬件接口的用途，選擇電源芯片，并將該電源芯片連接到處理器上；

S13，編寫對應(yīng)操作系統(tǒng)的dts節(jié)點(diǎn)與驅(qū)動，編寫電源適配邏輯驅(qū)動；

S14，根據(jù)CPU架構(gòu)編譯Linux內(nèi)核，生成映像文件和模塊文件；

所述自定義虛擬接口生成模塊的工作流程包括以下步驟：

S21，確認(rèn)開發(fā)板的功能部署圖，確認(rèn)虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器的線路編號；

S22，編寫每個(gè)線路對應(yīng)的硬件接口的自定義設(shè)備虛擬模塊，將原本的線路調(diào)用嫁接到虛擬線路上；

S23，自動分配或設(shè)定每個(gè)線路自身的虛擬IP，并將虛擬接口的對象設(shè)備IP設(shè)為自己的網(wǎng)關(guān)；

S24，預(yù)留橋接ROS的接口；

所述虛擬適配器的加載流程包括以下步驟：

S31，通過專用的燒寫連接線和燒寫電路，將生成的虛擬適配器燒寫到處理器中；

S32，向linux內(nèi)核加載生成的虛擬適配器模塊文件；

S33，通過命令行啟動虛擬適配器；

S34，通過修改host，將ROS的數(shù)據(jù)包橋接到虛擬適配器；

S35，設(shè)置復(fù)合ROS規(guī)格的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則、轉(zhuǎn)發(fā)地址和轉(zhuǎn)發(fā)端口；

S36，啟動ROS，開始傳輸數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持多種硬件接口的機(jī)器人開發(fā)板ROS通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述ROS通訊系統(tǒng)還包括內(nèi)部處理模塊；

所述內(nèi)部處理模塊提取共享內(nèi)存中的ROS數(shù)據(jù)，自動添加到ROS隊(duì)列尾部，供ROS程序調(diào)用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持多種硬件接口的機(jī)器人開發(fā)板ROS通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述不同類型的硬件接口包括USB接口、OTG接口、藍(lán)牙接口、串口接口、以太網(wǎng)接口和WIFI接口。