network_bridge

Ponte de rede

Network Bridge é um nó ROS2 leve projetado para comunicação robusta entre sistemas robóticos em protocolos de rede arbitrários. Suportando protocolos UDP e TCP prontos para uso, este pacote conecta perfeitamente tópicos ROS2 entre redes, facilitando comunicações remotas eficazes entre uma estação base e sistemas robóticos, ou entre vários sistemas robóticos.

Instalação

Simplesmente clone o repositório em seu espaço de trabalho ROS2 e construa com colcon build .

Uso

Demonstração

TCP

 ros2 launch network_bridge tcp.launch.py

ros2 topic pub /tcp1/MyDefaultTopic std_msgs/msg/String "data: 'Hello World'"

ros2 topic echo /tcp2/MyDefaultTopic

UDP

 ros2 launch network_bridge udp.launch.py

ros2 topic pub /udp1/MyDefaultTopic std_msgs/msg/String "data: 'Hello World'"

ros2 topic echo /udp2/MyDefaultTopic

Configuração

Basta configurar os parâmetros da interface de rede e listar os tópicos desejados para começar. Se você estiver usando UDP em dados de celular, é recomendável configurar uma VPN para facilitar a conexão. Além disso, observe que nenhuma criptografia ocorre neste pacote. Atualmente, se desejar criptografia, você deve usar uma VPN.

Consulte config/Udp1.yaml para obter uma descrição de todos os parâmetros, bem como os arquivos de configuração de exemplo do TCP.

Exemplo Mínimo

Os exemplos de configuração a seguir demonstram um robô enviando uma mensagem em /gps/fix por UDP para uma estação base que publicará novamente a mensagem. Isso funciona perfeitamente em todos os tipos de mensagens, desde que sejam criadas e originadas em ambas as extremidades da transmissão.

Robô

 /udp_sender:
  ros__parameters:
    UdpInterface:
      local_address: "192.168.1.2"
      receive_port: 5001
      remote_address: "192.168.1.3"
      send_port: 5000
    
    topics:
      - "/gps/fix"

Estação Base

 /udp_receiver:
  ros__parameters:
    UdpInterface:
      local_address: "192.168.1.3"
      receive_port: 5000
      remote_address: "192.168.1.2"
      send_port: 5001

Escolha do protocolo

• UDP : Use UDP para comunicações de baixa latência e alto rendimento, onde a perda ocasional de dados é tolerável. Ideal para dados de telemetria em tempo real, como fluxos de sensores.
• TCP : Opte pelo TCP quando a integridade e a confiabilidade dos dados forem críticas. Isso garante que os comandos de controle e as transições de estado sejam entregues de forma confiável, embora com latência potencialmente mais alta.

Os protocolos de rede são implementados como plugins pluginlib, permitindo a criação de interfaces arbitrárias usando a classe abstrata include/network_interfaces/network_interface_base.hpp . Qualquer interface que possa enviar e receber bytes poderia teoricamente ser implementada, incluindo protocolos que vão além da comunicação ponto a ponto, como o ZMQ. Considere abrir uma solicitação pull se você implementar uma nova interface de rede.

Afinação

Este nó pode ser iniciado com DEBUG de nível de criador de logs, que fornece informações úteis para ajustar os parâmetros de compactação, taxa e mensagem obsoleta. Para cada mensagem enviada, o lado receptor exibirá o número de bytes recebidos, o tamanho descompactado em bytes e o atraso de transmissão.

Agradecimentos

Este pacote foi desenvolvido para uso no Indy Autonomous Challenge pela equipe Purdue AI Racing. A inspiração foi tirada de mqtt_client (https://github.com/ika-rwth-aachen/mqtt_client/).