使用 ROS 集成 MQTT 的远程呆板人驱动框架

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这篇论文的标题是《使用 ROS 集成 MQTT 的远程呆板人驱动框架》。以下是对论文主要内容的整理:
摘要



  • 论文提出了一个框架,通过将呆板人操作系统(ROS)与消息队列遥测传输(MQTT)协议集成,使用户能够从任何互联网毗连的装备远程指挥和驱动呆板人。


  • 论文标题: "A Framework for Remote Robot Actuation using ROS Integrated with MQTT"
  • 会议名称: 2024 International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers, and Communications (ITC-CSCC)
  • 出书信息: ©2024 IEEE
  • DOI: 10.1109/ITC-CSCC62988.2024.10628235
1. 引言



  • 讨论了 ROS 作为呆板人开发的主要框架,以及其发布-订阅通信模型怎样促进节点间的健壮交互。
  • 指出了 ROS 传统通信方法主要限于单盘算机实行的限制,并强调了远程控制呆板人的需求。
2. 相干工作



  • 探讨了 ROS 和 MQTT 在呆板人领域的融合,以及怎样利用这两种技能增强呆板人控制、通信和数据交换。
3. 提出的方法




  • 详细介绍了将 MQTT 与 ROS 集成以增强呆板人实行器远程控制的方法。
  • 描述了系统设计组件,包罗 MQTT 署理、ROS_MQTT_Processor 节点、ROS_Serial 节点、远程客户端和呆板人实行器。
  • 阐述了系统实现的步骤,从呆板人实行器准备到 MQTT 署理初始化,再到下令输入和传输。
4. 原型和测试



  • 使用 Arduino Nano Board 作为微控制器,Nema17 步进电机作为实行器,创建了一个原型来测试系统设计。
  • 系统在 ROS Noetic 和 Ubuntu 20.04 上运行,使用 Mosquitto 版本 2.0.18 和 MQTT 协议版本 3.1。
  • 通过网络时间协议(NTP)同步了本地和远程盘算机的时钟,并在代码中参加了 Unix 时间戳,以评估系统的传输耽误和准确性。
5. 结果



  • 测试结果表现,通过网络发送命令(远程装备)与在同一装备内发送命令(本地)之间存在显著差异。
  • 远程传输的平均耽误为 0.189 毫秒,而本地传输仅为 0.007 毫秒。
  • 只管传输耽误存在差异,但电机实行的准确性保持在 100%。
6. 结论



  • 论文提出了一种利用 ROS 和 MQTT 集成的呆板人驱动控制系统设计。
  • 集成乐成地促进了远程下令传输和精确的电机控制,特别是在分散或远程环境中的分散通信。
  • 研究揭示了本地和远程通信之间显著的耽误差异,对于必要精确实时控制的应用,可能必要思量使用其他协议。
致谢



  • 论文最后感谢了所有参与和支持这项研究的职员和机构。
参考文献



  • 列出了用于撰写论文的相干文献,涵盖了 ROS、MQTT、呆板人通信、安全和远程控制等领域的研究。
附录



  • 包含了 GitHub 链接,提供了所有代码的访问,供读者参考。
论文的核心贡献是展示了怎样通过集成 ROS 和 MQTT 来实现呆板人的远程精确控制,这对于远程维护、灾难相应和远程手术干预等多种应用场景都具有紧张意义。
 

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