6、机器人操作系统与系统级设计验证技术融合探索

机器人操作系统与系统级设计验证技术融合探索

1. 机器人系统实验成果

在机器人系统实验中，概念验证得以实施。Ptolemy 模拟器从机器人环境（Stage 模拟器）接收信息，并生成输出以驱动真实机器人和虚拟化身避开虚拟障碍物。在模拟过程中，化身和真实机器人都会停止以避开障碍物，当障碍物移出范围后，它们会继续移动。

实验还发现了硬件在环（Hardware-in-the-Loop）的一个优势。在模拟过程中，发现 Ptolemy 使用的速度过快，需要降低速度以避免碰撞。如果仅使用模拟器进行开发过程，是无法检测到这类问题的。

2. 实时嵌入式系统设计技术

介绍了一种在多机器人场景中设计实时嵌入式系统的技术，该技术利用了高级体系结构（HLA）标准实现互操作性和机器人在环模拟，以及机器人操作系统（ROS）框架实现真实机器人和模拟之间的互操作。

开发了一个桥梁来连接 HLA 和 ROS 组件，即联邦大使（Federate Ambassadors）和 ROS 节点。还定义了一个独特的数据模型来表示机器人端口和属性，并开发了 Ptolemy 中的新参与者来向这些端口和属性发送/接收数据。

这种技术使得可以将虚拟机器人和真实机器人结合起来进行多机器人实验。当需要多个机器人进行模拟但只有一个可用时，真实机器人可用于检查现实世界的特征，而模拟机器人可以与真实机器人进行交互。此外，当难以在现实世界中创建特定环境时，也可以进行模拟。

未来还可以集成其他特定的模拟器，并收集更详细的输出，如功耗、不同技术和协议下网络中的数据流量、机电和热分析等。

3. 嵌入式系统验证挑战与解决方案

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