[发明专利]在机器人操作系统中使用传输服务质量的方法

摘要

本发明提供了一种在机器人操作系统中使用传输服务质量的方法，包括：步骤1：节点注册；步骤2：生成节点连接拓扑关系；步骤3：生成发送的数据包；步骤4：通讯能力协商；步骤5：配置QoS策略；步骤6：进行QoS匹配和数据传输。本发明在通讯框架中加入了保障服务质量的传输层机制，数据发布者和订阅者可根据双方的需要来动态的改变QoS策略；当机器人节点支持服务质量的传输机制时，即可根据需要在传输时增加实时性、可靠性等服务质量保障；兼容当前的ROS节点上的软件应用模块，已有的软件应用模块可不加修改的在通讯框架之上运行。

主权项

1.一种在机器人操作系统中使用传输服务质量的方法，其特征在于，包括：步骤1：节点注册：将分布式通讯框架中的每个通讯组件定义为一个节点，节点通过机器人操作系统ROS的节点管理功能与ROS主节点进行通信，动态的在分布式计算网络内进行注册、注销操作，并接收ROS主节点的启动通知和关闭通知；步骤2：生成节点连接拓扑关系：当一个新的节点加入分布式计算网络时，通过基于XMLRPC通信协议与ROS主节点通信，获得分布式计算网络已有节点的信息，以与已有节点间不通过ROS主节点直接进行通信；步骤3：生成发送的数据包：分布式通讯框架在进行消息发布订阅时，节点使用自定义的数据类型进行数据的传递；步骤4：通讯能力协商：节点发起使用消息的数据传输时，先进行通讯能力的协商；步骤5：配置QoS策略：通过配置服务质量QoS描述底层的通讯机制，包括带宽限制、可靠性、等待时间、资源限制；订阅者请求最低需求的QoS策略；若发布者向可能的订阅者提供的QoS策略与所述最低需求的QoS策略之间能够匹配，则订阅者与发布者形成了关联，从而建立连接，否则提示异常；发布者和订阅者根据双方的需要来动态的改变QoS策略，以实现不同速率的数据传输来满足实时性或可靠性的需求；QoS策略包括多种策略形式关联描述服务行为；用QoS控制服务行为，将资源的可用情况、提供方对资源的占有程度及请求方对资源的期待程度分别标准化；QoS策略包括：‑可靠性：确保所有的数据都按照顺序被接收到；‑截止时间：发布者保证在每个周期的截止时间内发送数据，接收者表明在每个周期的截止时间内接收数据；‑历史记录：用来设定如何使用发送和接收队列的策略:(a)保持全部，在可用资源的限制内，在缓冲区队列中保持所有的数据；(b)保持最后N个数据，缓冲区队列将最后N个数据保持，其余丢弃；N为正整数；‑存在性：用来描述发送者在约定周期内发送数据包或存在性心跳包的约束策略；‑基于时间的过滤：接收者设定期望得到新的数据的最小时间间隔，中间件框架在满足最小时间间隔条件时，传送最小量的数据；还包括：步骤6：进行QoS匹配和数据传输：根据QoS的配置，传输层进行消息的数据发布接收和服务质量的匹配，包括比较并设置QoS、预分配资源、根据订阅资源生成消息、通知监听接口；根据QoS要求，在规定的时间发送数据；在所述步骤6中，进行通信的过程步骤如下：传输层根据数据类型定义主题和设置QoS；订阅者从传输层查找主题，传输层返回要查找的主题；订阅者订阅主题，传输层比较主题和订阅者设定的QoS，检查是否满足订阅者需求，如满足则保存一个新的订阅信息并返回成功，否则拒绝订阅；发布者设置QoS并发布最新的数据；传输层接收到数据，比较QoS，将数据传递给订阅者。