Android与ROS交互通信的可靠性设计-计算机应用与软件.PDF

第３５卷第３期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ３５Ｎｏ．３ ２０１８年３月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｍａｒ．２０１８ Ａｎｄｒｏｉｄ与ＲＯＳ交互通信的可靠性设计 １，２ １，２ ４ １，３ １，３ ５ 李梦男 　邵振洲 　渠　瀛 　施智平 　关　永 　魏洪兴 １（首都师范大学信息工程学院　北京 １０００４８） ２（轻型工业机器人与安全验证北京市重点实验室　北京 １０００８８） ３（成像技术北京市高精尖创新中心　北京 １０００４８） ４（田纳西大学工程学院　诺克斯维尔 ３７９９６） ５（北京航空航天大学机械工程及自动化学院　北京 １０００８３） 摘　要　　目前，Ｇｏｏｇｌｅ和ＷｉｌｌｏｗＧａｒａｇｅ已经为Ａｎｄｒｏｉｄ系统构建ＲＯＳ（ＲｏｂｏｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）环境提供了基于 ｒｏｓｊａｖａ的应用功能包集合ａｎｄｒｏｉｄ＿ｃｏｒｅ，便于Ａｎｄｒｏｉｄ移动终端和ＲＯＳ进行互联互通。然而，当前的通信机制不 能保证Ａｎｄｒｏｉｄ应用对基于ＲＯＳ的机器人进行可靠的远程控制。为解决上述问题，从ＲＯＳ中的应用层和通信机 制两方面对ＲＯＳ进行完善。一是在ＲＯＳ端ＴＣＰ／ＩＰ协议的应用层设计通信异常检测模块“ＣｈｅｃｋＮｏｄｅＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ” 来进行Ａｎｄｒｏｉｄ移动终端的连接状态检测；二是在Ａｎｄｒｏｉｄ端设计与ＲＯＳ中“ＲＯＳＡｃｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ”相匹配的通信 机制“ＲｏｓＡｃｔｉｏｎＯｎＡｎｄｒｏｉｄ”。实验结果表明，设计的通信异常检测模块“ＣｈｅｃｋＮｏｄｅＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ”可以高效地检测 Ａｎｄｒｏｉｄ与ＲＯＳ间的连接状态。此外，“ＲｏｓＡｃｔｉｏｎＯｎＡｎｄｒｏｉｄ”通信机制可时刻获取ＲＯＳ机器人在任务执行中的状 态反馈信息并支持任务抢占，使得交互控制更加精准可靠。 关键词　　ＲＯＳ　Ａｎｄｒｏｉｄ　Ｒｏｓｊａｖａ　ＴＣＰ／ＩＰ 中图分类号　ＴＰ３９　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１８．０３．０２１ ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹＤＥＳＩＧＮＯＦＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＥＴＷＥＥＮＡＮＤＲＯＩＤＡＮＤＲＯＳ １，２ １，２ ４ １，３ １，３ ５ ＬｉＭｅｎｇｎａｎ 　ＳｈａｏＺｈｅｎｚｈｏｕ 　ＱｕＹｉｎｇ 　ＳｈｉＺｈｉｐｉｎｇ 　ＧｕａｎＹｏｎｇ 　ＷｅｉＨｏｎｇｘｉｎｇ １（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣａｐｉｔａｌＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ） ２（ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＲｏｂｏｔａｎｄＳａｆｅｔｙＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８８，Ｃｈｉｎａ） ３（ＢｅｉｊｉｎｇＡｄｖａｎｃｅｄＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｆｏｒＩｍａｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ） ４（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＴｈｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｎｎｅｓｓｅｅ，Ｋｎｏｘｖｉｌｌｅ３７９９６，ＴＮ，ＵＳＡ） ５（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＢＵＡＡ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈ