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Micro-XRCE-DDS 相关细节和 ROS2 集成 ​

标签
ROS2-humble
microROS
DDS
XRCE-DDS
Zephyr
STM32
embedded
字数
746 字
阅读时间
4 分钟

系统架构 ​

核心组件说明： ​

  1. Zephyr RTOS：资源受限设备的实时操作系统

  2. Micro-XRCE-DDS Client：

    • 运行在嵌入式设备上的轻量级库
    • 实现DDS协议的核心子集
    • 资源要求低（RAM < 10KB）

  3. Micro-XRCE-DDS Agent：

    • 运行在Linux/Windows主机上
    • 作为Client与DDS网络之间的桥梁
    • 实现完整DDS功能

  4. ROS 2 DDS中间件：

    • 使用Fast DDS/Cyclone DDS等实现
    • 提供分布式通信能力

Agent与Client关系详解 ​

区别对比 ​

特性ClientAgent
定位DDS协议轻量化子集完整DDS代理
运行环境嵌入式设备（MCU）Linux/Windows主机
资源需求RAM: <10KBRAM: >10MB
功能范围序列化/反序列化DDS域管理、QoS策略、类型发现
连接方式UART/UDP/TCP监听Client连接，连接DDS域

协作流程 ​

DDS与ROS2之间的类型转换 ​

话题名称转换机制 ​

ROS2话题名称 → DDS主题名称：

ROS2话题：/sensor/temperature
DDS主题：rt/sensor/temperature

转换规则：

  1. 添加前缀 rt/

在Micro-XRCE-DDS Client中的实现：

c
#define ROS_DDS_TOPIC_NAME(topic) "rt" topic

该约定在官方 ROS 2 设计文档中有完整记录。

ROS SubsystemPrefix
ROS Topicsrt
ROS Service Requestrq
ROS Service Responserr
ROS Servicers
ROS Parameterrp
ROS Actionra

下面是官方给出的一些示例

ROS NameDDS Topic
/foort/foo
rostopic:///foo/barrt/foo/bar
/robot1/camera_left/image_rawrt/robot1/camera_left/image_raw

数据类型转换机制 ​

ROS2数据类型 ➔ DDS类型

以 std_msgs/msg/String 为例：

ROS2消息类型：std_msgs/String
DDS类型：std_msgs::msg::dds_::String_

在std_msgs和String之间插入::msg::dds_::，并在末尾添加_

如果是service类型，中间就换成插入::srv::dds_::，并在末尾添加_

自定义消息转换流程 ​

Python转换脚本

Zephyr集成实践 ​

Github | discodyer/mirac-dds-app

参考代码仓：

调试命令 ​

  1. 启动Agent：

    • 启动Agent并以串口方式连接：
    MicroXRCEAgent serial --dev /dev/ttyACM1 -b 115200 -v6 -d

  2. 查看话题：

    • ros2 topic list
    • ros2 topic info /HelloWorldTopic --verbose
    Type: std_msgs/msg/String

Publisher count: 1

Node name: _CREATED_BY_BARE_DDS_APP_
Node namespace: _CREATED_BY_BARE_DDS_APP_
Topic type: std_msgs/msg/String
Endpoint type: PUBLISHER
GID: 01.0f.df.04.c0.0d.11.cb.00.00.00.00.00.00.01.03.00.00.00.00.00.00.00.00
QoS profile:
Reliability: RELIABLE
History (Depth): UNKNOWN
Durability: VOLATILE
Lifespan: Infinite
Deadline: Infinite
Liveliness: AUTOMATIC
Liveliness lease duration: Infinite

Subscription count: 0
    • ros2 topic echo /HelloWorldTopic
    data: 'Hello from Zephyr! Count: 119'
---

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贡献者

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