本文選題：共享內(nèi)存 + 智能無人車��； 參考：《軟件學報》2017年05期

【摘要】：智能無人車軟件系統(tǒng)通常由多個功能模塊組成,在模塊間高效、可靠地傳輸傳感器數(shù)據(jù)以及決策和控制信息等,是智能無人車系統(tǒng)運行的重要保障.目前,國內(nèi)外大多數(shù)智能無人車軟件系統(tǒng)所使用的消息傳輸機制均基于套接字(socket),其容易部署在分布式的控制器環(huán)境中,且能滿足在較小數(shù)據(jù)量下的消息快速傳輸.但是,隨著智能無人車集成控制器性能的提升以及環(huán)境感知手段的發(fā)展,對功能模塊間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量以及帶寬提出了更高的要求.現(xiàn)有基于套接字的消息傳輸機制因其受網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的限制,需要分塊傳輸大數(shù)據(jù)包,不僅增加了收發(fā)雙方的開銷,而且還增加了消息傳輸延遲.提出一種基于共享內(nèi)存(shared memory)的智能無人車進程間消息異步傳輸機制,模塊間通過共享內(nèi)存空間進行數(shù)據(jù)交互.共享內(nèi)存空間由超級塊和數(shù)據(jù)塊構(gòu)成,通過環(huán)形隊列管理數(shù)據(jù)塊收發(fā);同時,采用原子操作提高整體性能,實現(xiàn)圖像等大數(shù)據(jù)包的有效傳輸.該設(shè)計應(yīng)用于智能無人車模塊間通信,可以明顯降低數(shù)據(jù)傳輸時延,提高系統(tǒng)吞吐量.實驗結(jié)果表明,該方法針對典型大數(shù)據(jù)包(如3MB)的平均傳輸時延為2.5ms,低于LCM的12ms以及ROS中Sharedmem_transport的3.9ms.另外,該系統(tǒng)的最大吞吐量達到1.1GB/s,高于LCM的180MB/s以及Sharedmem_transport的600MB/s.
[Abstract]:Intelligent unmanned vehicle software system is usually composed of several functional modules. It is an important guarantee for intelligent unmanned vehicle system to transmit sensor data and decision-making and control information efficiently and reliably between modules. At present, most intelligent unmanned vehicle software systems at home and abroad use message transmission mechanism based on socket socket, it is easy to deploy in the distributed controller environment, and can meet the need of fast message transmission in a small amount of data. However, with the improvement of the performance of the intelligent unmanned vehicle integrated controller and the development of the environmental awareness method, the data and bandwidth between the functional modules are required to be higher. Due to the limitation of network protocol, the existing socket-based message transmission mechanism needs to transmit large packets in blocks, which not only increases the overhead of both sender and receiver, but also increases the delay of message transmission. This paper presents an asynchronous message transmission mechanism based on shared memory (shared memory) for intelligent unmanned vehicle (UAV), in which the modules interact with each other through shared memory space. The shared memory space is made up of super blocks and data blocks, and the data blocks are managed by a ring queue. At the same time, atomic operation is used to improve the overall performance and realize the effective transmission of large data packets such as images. This design is applied to communication between modules of intelligent unmanned vehicle, which can obviously reduce the delay of data transmission and improve the throughput of the system. The experimental results show that the average transmission delay of this method for typical large data packets (such as 3MB) is 2.5 Ms, which is lower than that of 12ms in LCM and 3.9 Ms in Sharedmem_transport in ROS. In addition, the maximum throughput of the system is 1.1 GB / s, which is higher than that of 180MB/s of LCM and 600MB / s of Sharedmem_transport.
【作者單位】： 同濟大學電子與信息工程學院;同濟大學嵌入式重點實驗室;浙江海洋大學數(shù)理與信息學院;總參第61研究所;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金(20143436) 同濟大學青年優(yōu)秀人才培養(yǎng)計劃(2014KJ027) 國家自然科學基金(41201379)~~
【分類號】：TP23;U463.6

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本文編號：1829602