[发明专利]DDS主题的进程通信方式配置方法及装置

说明书

本发明涉及自动驾驶技术领域，提供一种DDS主题的进程通信方式配置方法及装置，该方法包括：读取拓扑配置文件中的节点信息；对于同主题下具有发布订阅关系的两个节点，在两个节点各自的所在主机为同一主机的情况下，设置两个节点对应该主题的通信方式为共享内存，在两个节点各自的所在主机为不同主机的情况下，设置两个节点对应该主题的通信方式为套接字；合并每个节点对应各主题的通信方式，以得到每个节点对应各主题最终的通信方式；按节点名称将每个节点对应各主题最终的通信方式写入拓扑配置文件中对应的节点信息。本发明能够简单、便捷地为每个DDS主题选择最佳的进程间传输方式，且满足兼顾跨主机和实时性，又能最大限度地节省系统资源。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种DDS主题的进程通信方式配置方法及装置。

背景技术

机器人操作系统(Robot Operating System，ROS)运行时的基本单位是节点(Node)，节点为ROS中的通信实体，即运行的进程。进程之间往往需要传递一些信息，进程之间的信息传递看作是节点和节点间的连接关系。若将进程看作图的节点，节点和节点间的连接关系即为图的边，那么运行时的ROS可看作一个图(Graph)。ROS的Graph是ROS2(ROS的第二版本)的核心，由节点及节点间的连接关系组成，节点可以发布主题(topic，即节点间连接关系)，也可以订阅其它节点发布的主题。目前，自动驾驶、辅助驾驶和仿真机器人等领域广泛采用此ROS2架构。

现有的自动驾驶系统中可通过声明式编程框架将节点间的连接关系和运行时的部署信息保存到配置文件中，由声明式编程框架定制的工具基于配置文件生成代码和部署文件，开发人员只需实现发布主题和订阅主题的业务即可，极大地简化了ROS节点的开发和部署工作。部署文件以硬件类型分类，每一种硬件类型下有多种场景，每个场景定义了要加载哪些ROS节点以及节点部署在哪台主机。持续集成阶段根据硬件类型，生成该硬件类型所有的场景配置文件(即拓扑配置文件)。

ROS2引入了数据分发服务(Data Distribution Service，DDS)协议，负责节点间的通信。DDS是新一代分布式实时通信中间件协议，采用发布/订阅体系架构，强调以数据为中心，提供丰富的QoS服务质量策略，以保障数据进行实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求。发布者与订阅者之间通过主题topic进行匹配，具有相同主题的发布者与订阅者可以直接进行点对点的数据传输。

共享内存和套接字(socket)是常用的两种进程间通信方式，主流的DDS产品都集成了这两种方式，例如：RTI DDS、Fast DDS和Open DDS等。共享内存是最快的传输方式，它省略了若干次内核态与用户态间的数据拷贝，但只适用于互相通信的进程在同一台主机上；socket通信不仅可以跨网络与不同主机的进程间通信，还可以在同主机上进程间通信。因此，DDS主题的传输方式可以设置为共享内存(shmem)、套接字(socket)和共享内存结合套接字(shmemsocket)三种方式。

套接字虽然可以在主机内和主机间通信，但传输时延较大，随着传输消息的变大，传输性能下降明显，严重影响实时性；共享内存的传输时延小，不受传输消息大小的影响，但无法跨主机通信；如果DDS主题的通信采用共享内存结合套接字的方式，即满足了跨主机通信又兼顾实时性，但会造成系统资源的浪费。为满足实时性和节省系统资源，必须为每个主题设置适合的通信方式，然而不同的业务场景，节点可能会部署到不同的主机上，随着业务场景和节点的增加，配置最佳的进程间通信方式成为一项复杂繁琐的任务。

因此，如何简单、便捷地为每个DDS主题选择最佳的进程间传输方式，且满足兼顾跨主机和实时性，又能最大限度地节省系统资源是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种DDS主题的进程通信方式配置方法及装置，用以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明提供一种DDS主题的进程通信方式配置方法，包括：