РОС 2 преко бежичне мреже: ДДС КоС подешавања за тимове мобилних робота

Тимови мобилних робота често поуздано комуницирају у лабораторији, а затим развијају одложене команде, недостају ажурирања сензора или спори опоравак када се руте мреже промене. А РОС 2 бежична мрежа додаје флуктуирајући пропусни опсег, губитак пакета и промену броја скокова, док ДДС може поново да преноси или ставља у ред податке који су већ застарели. Подешавања КоС-а помажу у контроли поузданости, историје, дубине, издржљивости, рока и животног века за сваку тему, али некомпатибилне смернице за објављиваче и претплатнике могу у потпуности да зауставе испоруку.

Кључно је знати којим токовима је потребан сваки узорак, којима је потребан само најновији и како спречити да велики терети преплаве везу за опоравак.

Почните са Саобраћај, а не КоС менијем

Одлучите да ли је важнија свежина или потпуност

Почните тако што ћете питати шта се дешава када се порука изгуби, а шта када стигне касно. ЛиДАР скенирања, оквири камере, одометрија, ажурирања локализације и телеметрија кретања се континуирано замењују. Губитак једног узорка може бити прихватљив, док испорука након неколико новијих узорака може покварити локалне одлуке или изгубити време обраде.

Преласци мисија, додељивање задатака, промене конфигурације, безбедносни догађаји и неки трансфери мапа имају различите захтеве. Дискретни догађај који недостаје може оставити роботе у неконзистентним радним стањима, тако да се ограничена ретрансмисија може оправдати. Ова разлика је важнија од самог типа корисног оптерећења: мала команда за брзину може бити опасна када је застарела, док велики снимак мапе може остати користан након одлагања.

Класификација саобраћаја према свежини и потпуности спречава уобичајену грешку РОС 2 бежичне мреже — постављање сваке теме на ПОУЗДАНО јер поуздано звучи сигурније. Поуздан ДДС задржава непризнате узорке и поново преноси податке који недостају, стварајући прекомерне трошкове које избегава комуникација на најбољи начин. Стандардни РОС 2 профил сензорских података стога користи поузданост најбољег труда са мањим редом чекања, где је правовремена испорука генерално важнија од пријема сваког очитавања.

Дајте свакој теми буџет за испоруку

За сваку тему унакрсних робота потребна су четири ограничења: максимална старост корисне поруке, прихватљива стопа губитка, потребна учесталост ажурирања и максимално време опоравка након прекида везе. Ова ограничења претварају нејасна очекивања као што је „ниска латенција“ у захтеве за тестирање. Командни ток може захтевати старосну границу која се мери у десетинама милисекунди, док снимак мапе може толерисати секунде ако робот настави безбедно да ради са својом локалном копијом.

Процените понуђено оптерећење на основу величине серијализованог корисног оптерећења, стопе објављивања и броја одредишта. Затим упоредите ту цифру са измереним добрим протоком у више скокова уместо са номиналном брзином преноса података радија. Оставите капацитет за потврде, ретрансмисије, саобраћај откривања, саобраћај за управљање рутама и истовремене објављиваче.

Држите интерни саобраћај робота ван заједничке мреже

Не би свака тема РОС 2 требало да пређе границе робота. Необрађени извори камере, облаци пуне тачке, подаци за отклањање грешака и посредни излази перцепције често припадају роботу који их производи. Објављивање само детекција, трагова објеката, локалних планова, смањене облачности или промена мапа смањује потражњу за заједничким каналима без промене понашања ДДС-а.

Овај корак филтрирања је посебно вредан у РОС 2 бежичној мрежи са више робота, где један непотребан ток високе брзине може да потроши капацитет потребан за неколико координационих тема. Уклањање саобраћаја обично производи предвидљивији систем од покушаја заштите преоптерећене везе дубљим редовима чекања и додатним покушајима.

Практични КоС профили за уобичајене теме о флоти

Токови сензора и стање које се често освежава

Сензори високе брзине и теме о стању обично требају најновији доступни узорак, а не комплетан историјски низ. Практичан почетни профил је БЕСТ_ЕФФОРТ, ВОЛАТИЛЕ и КЕЕП_ЛАСТ са дубином између један и пет. Дубина један одговара подацима који се одмах замењују, док мало већи ред може да апсорбује кратка кашњења у заказивању повратних позива без стварања дугог заостатка.

ЛИФЕСПАН може додати још једну заштиту тако што ће узроковати да поруке истекну након њиховог корисног периода. ДЕАДЛИНЕ има другу сврху: изражава очекивани интервал између порука и може покренути догађај када се то очекивање пропусти. Ниједна смерница не повећава капацитет везе, али обе олакшавају откривање и руковање застарелим или прекинутим токовима.

Тачан профил треба да одражава потрошача. Локалном чвору за избегавање препрека можда ће бити потребно често скенирање са минималном старошћу, док контролна табла флоте може прихватити нижу стопу ажурирања. Слање оба кроз исту РОС 2 бежичну мрежу не значи да захтевају идентична подешавања поузданости, дубине или животног века.

Команде и догађаји координације захтевају другачији третман

Континуиране команде и догађаји дискретне координације не би требало да деле један подразумевани профил. Токови брзине, управљања и корекције формације се више пута освежавају, тако да стари узорци не би требало да стоје иза ретрансмисија. Плитка историја, кратак животни век и временско ограничење на нивоу апликације помажу да се робот заустави или уђе у дефинисани резервни режим када нове команде нестану.

Прихватање задатака, промене режима рада и промене мисија могу захтевати ПОУЗДАНУ испоруку јер сваки догађај мења заједничко стање. Чак и тада, историја мора остати ограничена. Репродукција дугог низа замењених команди након што се рута опорави може бити штетнија од пријављивања прекида и поновног синхронизовања тренутног стања мисије.

ДДС поузданост је само један слој заштите. Сваки мобилни робот треба да спроведе истек локалне команде, ограничења кретања и понашање при губитку комуникације независно од мреже. РОС 2 бежична мрежа може побољшати домет и отпорност руте, али не може одлучити да ли је стара команда и даље безбедна.

Мапе, конфигурација и роботи који се касно прикључују

Користите РЕЛИАБЛЕ са ТРАНСИЕНТ_ЛОЦАЛ када роботу који се придружује или поново повезује треба најновије објављено стање. Тренутне мапе, гео-ограде, дељени режими рада и снимци конфигурације често одговарају овом обрасцу. КЕЕП_ЛАСТ(1) је обично прикладнији од задржавања сваке верзије јер само најновији комплетан снимак остаје оперативно релевантан.

КЕЕП_АЛЛ треба да буде резервисан за податке чији је цео низ заиста важан и чији су захтеви за ресурсима познати. Задржи све складиште остаје подложно ограничењима ресурса средњег софтвера, тако да то није неограничена гаранција. Трајност на локалном нивоу такође чини издавача одговорним за задржавање узорака за претплате које се касно прикључују.

Компатибилност се мора проверити са обе стране. Издавач који се најбоље труди не може задовољити поузданог претплатника, а променљиви издавач не може задовољити пролазну локалну претплату. Поуздани издавачи могу да опслужују претплатнике који се најбоље труде, док локални издавачи који пролазе могу да шаљу нове поруке променљивим претплатницима. Задржана историјска испорука захтева компатибилна привремена локална подешавања.

Спречите да велике поруке преузму везу

Смањите фрагментацију пре додавања поновних покушаја

Слике, мреже заузетости и густи облаци тачака се деле на више транспортних јединица пре преласка мреже. Када је велики УДП датаграм фрагментиран на ИП слоју, губитак једног фрагмента спречава реконструкцију комплетног датаграма. Преостали фрагменти могу заузети бафере кернела док не истекну, чинећи да се веза чини заустављеном и блокира нови саобраћај.

Деградација великог терета преко бежичних РОС 2 веза се обично повезује са три повезана механизма: прекомерном фрагментацијом ИП-а, неефикасним временом поновног преноса и конгестивним рафалима бафера. Промене ДДС параметара компатибилне са стандардима могу смањити ове ефекте без потребе за другачијим протоколом апликације.

Измерите МТУ стварне путање кроз комплетну РОС 2 бежичну мрежу, укључујући шифровање, тунеле, виртуелне интерфејсе и сваки рутирани сегмент. Тамо где конфигурација транспорта дозвољава, смањите величину РТПС или УДП поруке довољно да избегнете фрагментацију мрежног слоја. Вредност израчуната из 1500-бајтног Етхернет МТУ-а је само почетна хипотеза јер заглавља и енкапсулација могу смањити употребљиву величину.

Нека редови историје буду мањи од прозора за опоравак

Током прекида руте, поуздани издавач може да настави да производи поруке док потврде престану да пристижу. Непотврђени узорци се акумулирају у историји док се не достигну ограничења ресурса. Када се конекција врати, враћена путања мора истовремено да носи актуелне публикације, контролише саобраћај и задржане заостатке.

Изаберите дубину историје из броја узорака који остају корисни након поновног повезивања. Току стања од 20 Хз са корисним узрастом од 250 милисекунди ретко су потребне десетине узорака у реду чекања; већина би већ била устајала. Заменљиво стање би требало да даје предност најновијем узорку, док за суштинске секвенце догађаја је потребан ограничени план опоравка.

Велики поуздани узорци захтевају додатну проверу: може ли најслабија очекивана рута испразнити ред без одлагања тренутног саобраћаја? Дубока историја може смањити тренутни губитак података, али такође повећава употребу меморије, време опоравка и вероватноћу пораста саобраћаја након прекида рада. Прекомерно задржана историја може да произведе рафале бафера који погоршавају загушење након враћања везе.

Пазите на рафале ретрансмисије

Поуздан ДДС користи откуцаје срца и размену потврда да идентификује недостајуће узорке и покрене поновну трансмисију. Ретки циклуси опоравка могу дозволити да се акумулира неколико губитака пре него што се поново пошаљу, стварајући кратке рафале који премашују тренутни капацитет везе. Периоди откуцаја срца, фрагментација и интервали ретрансмисије такође блиско делују у условима бежичне везе са губитком.

Тестирајте време поновног преноса у односу на интервал објављивања сваке теме уместо да примените једну вредност на читаву флоту. Измерите кашњење опоравка, кашњење у репу, подрхтавање, оптерећење контролног пакета и оптерећење ЦПУ-а након сваке промене. Бржа сигнализација опоравка може да смањи кашњење и величину бурста, али прекомерни контролни саобраћај може да троши обраду и пропусни опсег.

Никакво подешавање времена не може спасити РОС 2 бежичну мрежу чије трајно понуђено оптерећење премашује употребљиву снагу. Када веза остане засићена, поновни покушаји додају саобраћај на већ преоптерећену путању.

Уместо тога, одлучите када да промените носивост

КоС подешавање би требало да се заврши тамо где архитектура апликације постане већи проблем. Смањите резолуцију слике, квалитет кодирања или брзину кадрова када визуелни токови доминирају каналом. Изрежите или смањите узорковање облака тачака пре преноса и објавите трагове објеката, резултате проходности или ажурирања локалне мапе када саиграчима нису потребна необрађена запажања.

Обрада ивица често пружа најчистије решење. Сваки робот може локално задржати податке сензора високог пропусног опсега и дистрибуирати само информације потребне за координацију. Ово није компромис у ДДС поузданости; то је намерна одлука да се захтев за комуникацију усклади са физичким капацитетом мобилне мреже.

Тестирајте профил на покретним роботима, а не само на мрежи

Поново креирајте руте и кварове на које ће флота наићи

Фиксни тест са једним скоком не може представљати мобилну РОС 2 бежичну мрежу. Валидација треба да укључи најкраћу руту, максимални планирани број скокова, кретање између позиција релеја, све веће сметње, асиметричан саобраћај, кратке прекиде, дуге прекиде, поновно повезивање, касно придруживање и истовремено објављивање од стране неколико робота.

Снимите више од просечне латенције. Корисна мерења укључују:

●  Учесталост примљених ажурирања и стопа губитка порука.

●  Старост поруке, средња латенција, кашњење репа и подрхтавање.

●  Време откривања или поновног повезивања након промене путање.

●  Раст редова за писање и читање током прекида.

●  Време потребно за брисање корисних задржаних података.

●  Коришћење процесора и меморије и за издаваче и за претплатнике.

Процените сваки резултат у односу на раније креиран буџет за испоруку. Тема локализације можда неће успети јер је њена учесталост ажурирања испод захтева контроле, чак и када сваки узорак на крају стигне. Супротно томе, пренос мапе може проћи упркос већем кашњењу ако се заврши унутар дозвољеног периода опоравка.

Користите мрежну телеметрију да објасните понашање ДДС-а

РОС 2 метрике откривају шта апликација доживљава, док мрежна телеметрија помаже да се објасни зашто се то догодило. Упоредите перформансе теме са бројем скокова, променама топологије, јачином сигнала, односом сигнал-шум, саобраћајем за отпремање и преузимање и временом промене руте. Корелација оба слоја спречава тимове да окриве КоС за промену радио путање или окриве мрежу за некомпатибилна подешавања издавача и претплатника.

ВДС МИМОмесх ОЕМ/ОДМ модули и лагане ваздушне јединице користе алл-ИП архитектуру са дистрибуираним, динамичким рутирањем без центра и релејним режимима са више скокова. Њихове функције управљања мрежом обезбеђују топологију, јачину поља, СНР, саобраћај, растојање чворова и информације о радном статусу које инжењери могу да упореде са кашњењем, губитком и понашањем у реду чекања РОС 2.

Брзине података о производу и бројке кашњења у једном скоку треба да остану референтне за планирање, а не загарантоване перформансе апликације. Стварно понашање од краја до краја такође укључује дубину руте, заузетост канала, опоравак пакета, серијализацију, редове међуверског софтвера и обраду чворова. У а померајући РОС 2 бежичну мрежу , измерена добра брзина на најслабијој оперативној рути би требало да утиче на стопе објављивања и ограничења историје.

Мењајте једну по једну променљиву

Почните тако што ћете потврдити називе тема, типове порука и КоС компатибилност. Тестирајте откривање одвојено од преноса података јер чвор који никада не открије свог равноправног партнера има различиту грешку од подударне крајње тачке која губи пакете. Догађаји некомпатибилног КоС-а могу помоћи апликацијама да открију неподударности смерница уместо да оставе неуспех необјашњивим.

Успоставите поновљиву руту и ​​образац кретања, а затим прилагодите једну променљиву по вожњи. Промените поузданост, дубину, издржљивост, животни век, брзину објављивања, величину корисног оптерећења или праг фрагментације независно. Понављање истог сценарија омогућава да се идентификује да ли очигледно побољшање долази од промене КоС-а или од боље радио путање.

Поставите услове за пролаз пре тестирања. Примери укључују максималну старост команде, минималну фреквенцију локализације, максимално време за робота који се поново повезује да прими тренутну мапу и ограничење времена одлива заостатака. Коначни профил би требало да прође испод најслабије реалистичне руте, а не само да пружи импресивне просеке на испитној клупи.

 

Закључак

Поуздана комуникација возног парка зависи од усклађивања понашања ДДС-а са сврхом сваке теме. Свјежим токовима сензора обично су потребни плитки редови за најбољи напор, док догађаји мисије и поновно повезивање робота могу захтијевати ограничену поузданост или пролазну локалну издржљивост. Фрагментација, раст заосталих предмета и измерени учинак са више скокова требало би да обликују коначни профил.

За тимове који праве РОС 2 бежичну мрежу, Схензхен Синосун Тецхнологи Цо., Лтд. нуди МИМОмесх ОЕМ/ОДМ модуле и лагане радио-уређаје у ваздуху за мобилну примену са више скокова. У комбинацији са дисциплинованим КоС тестирањем, ове платформе могу помоћи у смањењу застарелог саобраћаја, скратити опоравак и задржати заједнички пропусни опсег фокусиран на оперативно корисне податке.

 

ФАК

П: Да ли је РОС 2 погодан за бежичну комуникацију са више робота?

О: Да, али бежичне везе захтевају подешавања КоС-а специфична за тему. Поузданост, дубина реда чекања, издржљивост и стопа корисног оптерећења треба да одражавају губитак пакета, кашњење, мобилност и расположиви пропусни опсег.

П: Која поставка поузданости КоС-а најбоље функционише на РОС 2 бежичној мрежи?

О: Искористите најбоље напоре за често освежавајуће токове сензора и ограничену поуздану испоруку команди, догађаја мисије, мапа или података о конфигурацији који се не смеју пропустити.

П: Зашто РОС 2 издавачи и претплатници понекад не успевају да се повежу?

О: Некомпатибилне политике КоС-а могу спречити комуникацију. Уобичајене неусклађености укључују поставке поузданости, трајности, рока или живахности између понуђеног профила издавача и захтеваног профила претплатника.

П: Како треба руковати великим ЛиДАР порукама или порукама камере преко месх мреже?

О: Смањите величину корисног оптерећења, избегавајте фрагментацију ИП-а, ограничите стопе објављивања и држите редове плитке. Локална обрада или компримовани излази често раде боље од преношења сваког сировог узорка сензора.

П: Коју дубину историје треба да користе тимови мобилних робота?

О: Одаберите дубину у складу са животним веком поруке и потребама опоравка. Користите дубину један за заменљиво стање, док битним догађајима може бити потребан већи, али строго ограничен ред.