[發明專利]基于FPGA和ROS的嵌入式通信系統、方法、裝置、介質及車輛

在審

• 申請號: 202110986950.6
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN115733886A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 李景俊;閆春香;王玉龍;謝鵬鶴;覃小藝;張劍鋒
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H04L67/61
• 分類號: H04L67/61;G06V10/82;G06V20/56
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 黃華蓮;郝傳鑫

本發明公開了一種基于FPGA和ROS的嵌入式通信系統、方法、裝置、介質及車輛，所述系統中的ROS發布者節點用于基于話題發布ROS數據包，話題中預先配置ROS數據包的優先級等級；ROS訂閱者節點用于訂閱話題，并監聽話題對應的ROS數據包；對話題進行解析，以獲得ROS數據包的優先級等級；當ROS數據包的優先級等級高于優先級閾值時，將ROS數據包發送至FPGA硬件加速器；FPGA硬件加速器用于對ROS數據包進行硬件解碼，并將解碼獲得的第一ROS內容發送至存儲器；存儲器用于存儲接收到的第一ROS內容；執行器用于通過FPGA硬件加速器從存儲器中獲取第一ROS內容，解析第一ROS內容獲得控制指令，并執行控制指令。采用本發明的技術方案能夠通過降低時延，提升自動駕駛的反應速度。

技術領域

本發明涉及自動駕駛及通信技術領域，尤其涉及一種基于FPGA和ROS的嵌入式通信系統、方法、裝置、計算機可讀存儲介質及車輛。

背景技術

ROS(Robot Operating System，機器人操作系統)是專為機器人軟件開發所設計出來的一套操作系統架構，在汽車自動駕駛領域也是常用的一種系統架構。ROS提供了一種發布和監聽的機制，通過ai芯片將神經網絡識別的結果通過廣播的機制發布出去，其他傳感器作為一個節點進行監聽，并根據監聽結果作出相應的反應。

傳統的基于ROS的軟硬件嵌入式通信架構在處理傳統場景問題時，雖然能夠實現較低的時延，但是，在汽車自動駕駛應用場景中，相對于自動駕駛需要及根據接收到的命令執行相應動作來說，傳統的通信架構所帶來的時延還是比較大的，并不能滿足自動駕駛需求，導致自動駕駛的反應速度較慢。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種基于FPGA和ROS的嵌入式通信系統、方法、裝置、計算機可讀存儲介質及車輛，能夠通過降低時延，從而提升自動駕駛的反應速度。

為了解決上述技術問題，本發明實施例第一方面提供了一種基于FPGA和ROS的嵌入式通信系統，包括ARM處理器、FPGA硬件加速器、存儲器和執行器；所述ARM處理器中包括ROS發布者節點和ROS訂閱者節點；

所述ROS發布者節點，用于基于預設的話題發布ROS數據包；其中，所述話題中預先配置了所述ROS數據包的優先級等級；

所述ROS訂閱者節點，用于訂閱所述話題，并監聽所述話題對應的所述ROS數據包；對所述話題進行解析，以獲得所述ROS數據包的優先級等級；當所述ROS數據包的優先級等級高于預設的優先級閾值時，將所述ROS數據包發送至所述FPGA硬件加速器；

所述FPGA硬件加速器，用于對接收到的所述ROS數據包進行硬件解碼，并將解碼獲得的第一ROS內容發送至所述存儲器；

所述存儲器，用于存儲接收到的所述第一ROS內容；

所述執行器，用于通過所述FPGA硬件加速器從所述存儲器中獲取所述第一ROS內容，解析所述第一ROS內容獲得控制指令，并執行控制指令。

進一步地，所述系統還包括軟件加速器；則，

所述ROS訂閱者節點，還用于當所述ROS數據包的優先級等級不高于所述優先級閾值時，將所述ROS數據包發送至所述軟件加速器；

所述軟件加速器，用于對接收到的所述ROS數據包進行軟件解碼，并將解碼獲得的第二ROS內容發送至所述存儲器；

所述存儲器，還用于存儲接收到的所述第二ROS內容；

所述執行器，還用于從所述存儲器中獲取所述第二ROS內容，解析所述第二ROS內容獲得控制指令，并執行控制指令。

進一步地，所述優先級等級包括高優先級和低優先級，所述優先級閾值為低優先級；則，