Apollo Cyber_RT：实时操作系统下的自动驾驶通信解决方案

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。