[发明专利]在嵌入式传感器接入平台实现DDS服务的方法

说明书

本发明涉及在嵌入式传感器接入平台实现DDS服务的方法，嵌入式硬件作为传感器接入平台，搭载嵌入式实时操作系统，与数据处理单元之间采用DDS服务进行消息通信。本发明基于嵌入式构建传感器接入平台，可实现低成本硬件冗余备份；同时，基于嵌入式实现DDS服务，与数据处理单元形成完全的DDS服务，并提供完善的异常恢复机制。

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，涉及传感器、控制器的通信，具体涉及嵌入式传感器接入平台与数据处理单元之间实现DDS服务的方法。

背景技术

21世纪初，自动驾驶借助于AI技术快速发展，自动驾驶从技术方面可以拆解为环境感知、精确定位、决策与规划以及控制与执行。与传统车企一样，自动驾驶仍然需要借助于车载多传感器做环境感知，但是无论从软件还是硬件考虑，要保证整个系统的高可靠性和高稳定性；通常硬件方面重要传感器、域控制器需要做冗余备份，软件方面需要提供完善的异常恢复机制，以保证整个平台健壮。

目前，国内自动驾驶公司通常采用机器人操作系统ROS (Robot OperatingSystem)构建自动驾驶软件平台，ROS的优势在于广泛应用于工业控制，提供基于消息的发布-订阅分布式通信机制，易于多传感器集成；但是同时，ROS依赖于UBUNTU或者WINDOWS操作系统，势必对硬件平台有一定要求，做硬件冗余备份，硬件成本增加；另外，ROS各传感器节点通信，赖于ROS Mater为中心，缺乏异常恢复机制，一旦ROS Master异常或者拥塞，将影响整个系统消息通信。

相对于ROS，数据分发服务DDS(Data Distribution Service for Real-Time-Systems)同样可以实现分布式通信，使用RTPS服务发现协议实现完全的P2P节点关联，构建无中心化的网络拓扑，并提供丰富的QoS服务质量策略，包括异常恢复；同时DDS标准化了分布式实时系统中数据发布、传递和接收的接口和行为，定义了以数据为中心的发布-订阅(Publish/Subscribe)机制，提供了一个与平台无关的数据模型，本方案基于低成本的嵌入式构建传感器接入硬件平台，与数据处理单元分离，同时搭载嵌入式实时操作系统，运行精简Micro DDS，与数据处理单元实现完全的DDS服务消息通信。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中ROS系统存在的不足，本发明提供基于DDS协议的自动驾驶分布式通信方法，同时考虑硬件冗余备份成本，采用嵌入式硬件，并实现DDS服务。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的在嵌入式传感器接入平台实现DDS服务的方法，嵌入式硬件做为传感器(GPS、IMU、毫米波雷达、超声波雷达等)接入平台，和数据处理单元之间基于DDS服务消息通信；所述嵌入式硬件作为传感器接入平台，采用低成本硬件并搭载嵌入式实时操作系统。

数据采集与数据处理分离，提高系统稳定性，多个嵌入式硬件经DDS服务联接一个数据处理单元，达到传感器接入平台冗余备份。传感器可自适应接入主备嵌入式硬件、不同硬件接口，实现不依赖具体硬件接口的驱动，根据接入传感器数据类型，进行数据解析发送，实现快速部署

基于嵌入式实现DDS服务，报文交互完全遵循DDS规范。

1）首先在网络中，传感器接入平台周期性发送组播去发现(Discovery)数据处理单元；

2）数据单元根据连接请求，回复ACK，携带自身IP地址，传感器接入平台完成数据处理单元发现，不依赖于传感器接入平台或者数据处理单元启动顺序。

3）在发现(Discovery)完成后，DDS创建基于UDP的会话(Session)，携带标示传感器数据节点的唯一KEY值；