[发明专利]一种基于ROS主从节点管理器的通信方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于ROS主从节点管理器的通信方法和系统。该系统通过对ROS系统中各个节点所在的设备中设置从节点管理器，ROS系统正常工作状态下，各个从节点管理器通过同步方式使得各个从节点管理器中配置有与主节点管理器一致的注册信息，当主节点管理器网络断开时，各个网络相连的设备交互协议出一个从节点管理器作为这些丢失了主节点管理器的设备的节点管理器，从而使得主节点管理器网络断开时，这些互联的设备依旧能够通过新的节点管理器进行正常工作。

技术领域

本发明涉及ROS系统。

背景技术

ROS，Robotic Operation System，是一个机器人领域软件平台，是当前机器人领域事实上的标准，已经在很多机器人系统里得到了广泛应用。ROS提供了一种订阅-订阅式的通信框架。具体来说，ROS系统由很多节点组成，其中有一个节点是节点管理器。当其中一个节点需要向其他节点订阅数据时，该节点首先需要向节点管理器请求订阅注册一个特定主题的消息，节点管理器接受订阅注册请求后，该节点成为该主题消息的订阅者。该节点订阅该主题的消息时，该主题的消息被送入ROS消息池中。其他节点获取相应主题的消息时，首先需要向节点管理器请求订阅该主题的消息。订阅该主题消息的节点由此可以从ROS消息池中获得该主题的消息。这种订阅-订阅式的通信框架将数据的产生者与数据的消费者分离，给用户带来了很大灵活性，因而也得到了广泛应用。

随着机器人的应用越来越广泛， ROS也在向更大范围扩展，很多采用ROS的节点开始通过无线通信与其他节点通信，比如无人机组网场景。在无人机组网场景的应用中，每个无人机相当于配置有多个ROS节点。无人机之间由于无线通信的信道质量随着传输距离、干扰、遮挡的情况变化很大，通信质量比较差。无人机容易与其他无人机断开网络连接。这意味着，与其他网络断开的无人机中所配置的ROS节点无法正常工作。特别是，当节点管理器所在的无人机与其他各个无人机断开网络连接时，其他各个无人机所有的ROS节点都无法工作。

发明内容

本发明所要解决的问题：ROS系统应用于无人机组网场景中，系统的鲁棒性问题。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

根据本发明的一种基于ROS主从节点管理器的通信方法，该方法包括信息同步步骤、网络状态监测步骤以及通信调度步骤；

所述信息同步步骤：从设备与同一ROS系统中的其他设备进行交互，使得同一ROS系统中的各个从节点管理器中的注册信息与主节点管理器中的注册信息保持一致；

所述网络状态监测步骤：从设备检测同一ROS系统中各个设备的网络连接状态；

所述通信调度步骤：当从设备检测到与主设备网络连接断开后，将从设备中的ROS节点所指向的节点管理器地址配置成副节点管理器，由此使得从设备中的ROS节点与该副节点管理器进行交互；

所述从设备为从节点管理器所处的设备；所述主设备为主节点管理器所处的设备；所述副节点管理器为主节点管理器网络连接断开后充当主节点管理器的从节点管理器；所述主节点管理器是ROS系统正常工作状态下的节点管理器；所述从节点管理器是ROS系统正常工作状态下未作为节点管理器，但在网络断开后可作为独立的节点管理器。

进一步，根据本发明的基于ROS主从节点管理器的通信方法，所述通信调度步骤还包括从节点管理器协议步骤：当从设备检测到与主设备网络连接断开后，从设备与同一ROS系统中其他与之通信可达的从设备协议出一个从节点管理器作为副节点管理器，使得该从设备以及同一ROS系统中其他与之通信可达的从设备将其各自的ROS节点所指向的节点管理器地址配置成该副节点管理器。

进一步，根据本发明的基于ROS主从节点管理器的通信方法，还包括优先级配置步骤；

所述优先级配置步骤：当从设备的ROS节点加入主节点管理器时，主设备根据ROS节点加入顺序依次设置各个从设备的优先级；