[1]张 伟,郝丽娜,程红太,等.基于ROS和QoS的云机器人研究[J].机械与电子,2020,(07):63-70.
　ZHANG Wei,Hao Lina,Cheng Hongtai,et al.Research on Cloud Robot Based on ROS and QoS[J].Machinery & Electronics,2020,(07):63-70.
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基于ROS和QoS的云机器人研究()
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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年07期
页码:
63-70
栏目:
智能工程
出版日期:
2020-07-17

文章信息/Info

Title:
Research on Cloud Robot Based on ROS and QoS
文章编号:
1001-2257（2020）07- 0063-08
作者:
张 伟; 郝丽娜; 程红太; 高 乾
东北大学机械工程与自动化学院,辽宁 沈阳 110819
Author(s):
ZHANG Wei;  Hao Lina;  Cheng Hongtai ; Gao Qian
School of Mechanical EngineeringAutomation, Northeastern University, Shenyang 110819,China
关键词:
云机器人; ROS; 服务质量; 服务调度
Keywords:
cloud robot; ROS ; quality of service;  service adjustment
分类号:
TP242
文献标志码:
A
摘要:
针对在云机器人系统中，机器人端和云端之间消息需要转换格式才能传递，对异构机器人的兼容性较差，并且对网络环境的鲁棒性有待提高的情况，提出了基于ROS并只在本地端部署主节点的云机器人系统CloudROS。首先，本地和云端的服务均采用标准的ROS节点形式进行封装，云端的服务节点可以动态加入到机器人端的ROS网络，节点之间的消息格式无进行转换，提高了系统的兼容性；然后，在云端采用了授权认证和Docker虚拟化技术，保证了系统的安全性；最后，提出了服务质量（QoS）监测与调节策略，通过动态调整任务参数或切换本地与云端的服务，使QoS保持一个较优的值。实验结果表明，CloudROS可以有效地把机器人的计算任务卸载到云端，使机器人的性能得到提升，并对网络环境具有较好的鲁棒性。
Abstract:
At present, in many cloud robot systems, the message between the robot and the cloud needs to be transformed to transmit, the compatibility with heterogeneous robots is weak, and the robustness to the network environment needs to be improved. First, the local and cloud services are encapsulated in the form of standard ROS nodes. Therefore, this paper proposes a cloud robot system CloudRos based on ROS (robot operation system) and only deploy the master node on the local side. The cloud service nodes can be dynamically added to the robot’s ROS network. The message format between nodes does not need to be converted, which improves the compatibility of the system. Then, authorization authentication and docker virtualization technology are used in the cloud to ensure the security of the system . Finally, a quality of service (QoS) monitoring and adjusting strategy is proposed. By dynamically adjusting the task parameters or switching the local and cloud services, QoS can be kept at a better value. The experimental results show that CloudRos can effectively unload the computing tasks of the robot to the cloud, improve the performance of the robot, and have excellent robustness to the network environment.

参考文献/References:

[1]. KUFFNER J. Cloud-enabled humanoid robots[C]// 2010 10th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids). Nashville:IEEE, 2010: 19-23.
[2]. KEHOE B, PATIL S, ABBEEL P, et al. A survey of research on cloud robotics and automation[J]. IEEE Transactions on automation science and engineering, 2015, 12(2): 398-409.
[3]. 尹磊,周风余,王玉刚, 等.云机器人前沿技术研究进展[J].龙岩学院学报,2016,34(2):16-24.
[4]. 张恒,刘艳丽,刘大勇.云机器人的研究进展[J].计算机应用研究,2014,31(9):2567-2575.
[5]. 田国会,许亚雄.云机器人：概念、架构与关键技术研究综述[J].山东大学学报（工学版）,2014(6):47-54.
[6]. ARUMUGAM R , ENTI V R , BINGBING L , et al. DAvinCi: A cloud computing framework for service robots[C] //2010 IEEE international conference on robotics and automation. Anchorage:IEEE, 2010: 3084–3089..
[7]. DORIYA R, CHAKRABORTY P, NANDI G C. ‘Robot-Cloud’: A framework to assist heterogeneous low cost robots[C]//2012 International Conference on Communication, Information and Computing Technology (ICCICT). Mumbai:IEEE, 2012:1-5.
[8]. MOHANARAJAH G, HUNZIKER D, DANDREA R, et al. Rapyuta: A cloud robotics platform[J]. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2015, 12(2): 481-493.
[9]. HU B, WANG H M , ZHANG P F , et al. Cloudroid: A cloud framework for transparent and QoS-aware robotic computation outsourcing[C]//2017 IEEE 10th International Conference on Cloud Computing (CLOUD). Honolulu:IEEE, 2017: 114-121.
[10]. 杨小桃,徐宣国,刘开.制造云服务组合的自适应异常处理框架[J].机械与电子,2016,34(11):3-6,10.
［ １１ ］ 　Ｍ Ｅ Ｒ Ｋ Ｅ Ｌ Ｄ ．Ｄｏｃｋｅｒ ： ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ Ｌｉｎｕｘ ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐ ｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｐｌｏｙ ｍｅｎｔ ［ Ｊ ］ ．Ｌｉｎｕｘ Ｊｏｕｒｎａｌ ， ２０１４ （ ２３９ ）： ７６- ９０ ．

备注/Memo

备注/Memo:
收 稿 日 期 ： ２０２０-０３- ２０
基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （ Ｕ １６１３２０５ ）；中 央 高 校 基 础 研 究 基 金 项 目 （ Ｎ１８２４０００７２ ）；国 家 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目 （ ２０１８０５２０００３ ）
作 者 简 介 ：张 　 伟 　 （ １９８８ － ），男 ，辽 宁 沈 阳 人 ，博 士 ，研 究 方 向 为 云 机 器 人 及 机 器 人 运 动 规 划 ；郝 丽 娜
（ １９６８ － ），女 ，辽 宁 庄 河 人 ，教 授 ，研 究 方 向 为 机 器 人 、故 障 诊 断 、人 工 智 能 以 及 智 能 材 料 ；程 红 太 　 （ １９８５ － ），男 ，河 南 漯 河 人 ，副 教 授 ，研 究 方 向 为 机 器 人 技 术 ；高 　 乾 　 （ １９９５ － ），男 ，河 北 邯 郸 人 ，硕 士 ，研 究 方 向 为 机 器 人 技 术 。
更新日期/Last Update: 2020-07-17