(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210824187.1 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 杭州电子科技大 学信息工程学院 地址 311305 浙江省杭州市临安区青山湖 街道胜联路168号 (72)发明人 曹月花　段逗逗　岳伟挺　项欣鹏　 叶昊楠　 (74)专利代理 机构 重庆信必达知识产权代理有 限公司 5 0286 专利代理师 刘竹 (51)Int.Cl. G06F 8/20(2018.01) G06F 8/30(2018.01) G06F 11/36(2006.01) G06F 30/20(2020.01)H04L 67/10(2022.01) (54)发明名称 分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法 (57)摘要 本发明公开了分布式架构的ROS通讯系统的 搭建方法， 包括以下具体步骤： S1： 实验平台建 立： 搭建Gazebo仿真平台， 并创建实验环境与机 器人模型； S2： 软件设计： 启动Gazebo仿真， 并在 平台中部署机器人模型； S3： 运行与调试： 运行搭 建的平台与设计的软件， 并进行调试； 所述S1中， 实验平台建立包括以下具体步骤： S11： 建立 Gazebo仿真平台： 选用Gaz ebo作为机器 人仿真平 台 ， 其中 仿 真 平台 中 使 用的 操 作 系统 为 Ubuntu20.04， 与之对应的ROS发行版为Foxy， 本 发明公开的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方 法有可有效提高开发效率， 并且能将分布式网络 的数据交换能力发挥到最佳水平的效果。 权利要求书2页 说明书20页 附图6页 CN 115309368 A 2022.11.08 CN 115309368 A 1.分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特 征在于， 包括以下 具体步骤： S1： 实验平台建立： 搭建 Gazebo仿真平台， 并创建实验环境与机器人模型； S2： 软件设计： 启动Gazebo仿真， 并在平台 中部署机器人模型； S3： 运行与调试： 运行 搭建的平台与设计的软件， 并进行调试； 所述S1中， 实验平台建立包括以下 具体步骤： S11： 建立Gazebo仿真平台： 选用Gazebo作为机器人仿真平台， 其中仿真平台中使用的 操作系统为Ubuntu  20.04， 与之对应的ROS发行 版为Foxy； S12： 创建 Gazebo实验环境： 在Gazebo仿真平台 中创建实验环境； S13： 创建机器人模型： 在Gazebo仿真平台中创建遵循Gazebo模型数据库目录结构的格 式规则的机器人模型， 且通过model.co nfig和model.urdf定义机器人模型； 所述S12中， 创建 Gazebo实验环境包括以下 具体步骤： S121： 创建功能包， 导入依赖项： 在建立仿真项目之前通过ROS创建项目包， 创建格式如 下： $ros2  pkg create–build‑type ament_cmake  mybot； S122： 创建实验环境： 使用xml文件定义模拟世界。 2.根据权利要求1所述的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特征在于， 所述S2 中， 软件设计包括以下 具体步骤： S21： 启动Gazebo仿真： 分别为启动Gazebo仿真平台、 加载世界文件和部署机器人采用 Python编写启动文件； S22： 部署机器人： 在仿真平台 中部署多个机器人。 3.根据权利 要求2所述的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特征在于， 所述S22 中， 部署机器人包括以下 具体步骤： S221： 定义机器人： 为机器人定义 namespace， 并定义机器人在世界中的位置信息； S222： 发布自身信息： 机器人被部署完成后向外发布自身信息； S223： 调用函数： 调用发布自身信息中设置的函数； S224： 创建循环： 通过创建循环完成机器人部署。 4.根据权利要求1所述的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特征在于， 所述S3 中， 运行与调试包括以下 具体步骤： S31： 调试代码： 构建代码， 并在Gazebo仿真平台 中进行调试； S32： 测试 Fast‑DDS发现服务器： 启动发现服 务器， 管理连接节点的发现过程； S33： 概述Fast‑DDS高级用法； S34： 简单发现服务与Fast ‑DDS服务流量对比： 比对正常网络流量与使用Fast ‑DDS时的 网络流量； S35： 分布式通讯系统可拓展性的探究： 借助yolox建立一个物品分类节点， 模拟物流机 器人在实际应用中将摄 像头图像回传给负责进行复杂运 算的节点的情况。 5.根据权利 要求4所述的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特征在于， 所述S31 中， 调试代码包括以下 具体步骤： S311： 构建代码： 在工作空间的根目录中， 运行co lcon build命令进行构建操作； S312： 启动Gazebo仿真平台： 经过编译后在终端通过命令运行启动加载世界文件的仿 真平台；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115309368 A 2S313： 部署多个机器人终端： 在本次仿真中， 将机器人 数量设置为两台； S314： 建立各话题间关系。 6.根据权利 要求4所述的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特征在于， 所述S32 中， 测试Fast‑DDS发现服务器包括以下 具体步骤： S321： 设置发现服务器： 启动一个id为0、 端口为11811的发现服务器 并监听所有可用的 接口； S322： 启动侦听节点： 在环境变量中设置发现服 务器的位置； S323： 启动发布 节点： 通过设置的侦听节点接受发布 节点的消息 。 7.根据权利 要求4所述的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特征在于， 所述S33 中， 概述Fast‑DDS高级用法包括以下 具体步骤： S331： 冗余服务器： 通过Fast ‑DDS命令行工具， 创建多个发现服务器， ROS节点发现端按 需连接到任意数量的发现服 务器， 形成一个冗余网络； S332： 备份服 务器： 通过 Fast‑DDS服务协议创建具有备份功能的服 务器。 8.根据权利 要求4所述的分布式架构的ROS通讯系统的搭建方法， 其特征在于， 所述S34 中， 简单发现服 务与Fast ‑DDS服务流量对比包括以下 具体步骤： S341： 编写对比实验代码： 分别使用简单发现协议与发现服务器的执行节点执行一个 talker和多个l istener， 并分析这段时间内的网络流 量； S342： 绘制网络流 量柱形图： 绘制两种协议网络流 量对比柱形图。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115309368 A 3