Apollo Cyber_RT:实时操作系统下的自动驾驶通信解决方案
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更新于2024-06-28
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Apollo Cyber-RT是Apollo自动驾驶平台中的一个重要组件,它专为满足自动驾驶任务的需求和提供实时响应而设计。在Apollo生态中,CyberRT位于用户空间,旨在解决实时操作系统(RTOS)上的任务调度、通信管理和数据融合问题,以替代传统的基于ROS1的通信模型。
在Apollo 3.5版本之前,系统依赖于Linux这样的通用分时多任务操作系统,并且通信机制存在局限,如静态分配内存、非阻塞调用以及进程内通信的需求。CyberRT的诞生旨在克服这些挑战,通过引入实时任务处理框架来优化性能和效率。其核心作用包括:
1. **实时性增强**:CyberRT支持任务调度(DAG)算法,确保自动驾驶任务按照预定的优先级和依赖关系执行,满足自动驾驶对实时性的严格要求。
2. **内存管理和协程**:它扩展了RTOS和时间片共享操作系统(TSOS)的功能,提供高效内存管理,避免频繁的动态内存分配,提高系统的稳定性和响应速度。
3. **数据融合**:通过Multi-in, Multi-out的设计,CyberRT能够同时接收和发送多个数据流,这对于自动驾驶中实时处理来自不同传感器的数据至关重要。
4. **通信机制创新**:CyberRT继承了eProsima FastRTPS的去中心化通信模型,支持QoS(服务质量),并利用进程内通信(例如,共享内存SHM)进行高效的消息传递,保持与RTPS协议的兼容性。此外,它还采用Protobuf作为设备间通讯媒介,简化了数据交换过程。
5. **无中间件设计**:为了降低复杂性,CyberRT采用了NoBroker架构,使得Reader和Writer可以直接交互,减少了数据传输的延迟,提高了数据传输的实时性。
图1展示了Apollo 7.0架构中CyberRT的定位,图2描绘了Cyber工作流程,图3和图4分别显示了RTOS集成和用户空间部署的方式。总体来说,CyberRT作为Apollo自动驾驶平台的关键组成部分,通过引入实时操作系统的特性,显著提升了系统的实时性和可靠性,推动了自动驾驶技术的发展。
2021-05-29 上传
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