（発表紹介）ROS 2 for Consumer Robotics: the iRobot Use-Case

ROSCon 2019で発表された"ROS 2 for Consumer Robotics: the iRobot Use-Case"（邦題：消費者向けロボットにおけるROS 2 iRobotのユースケース）の発表紹介です。

https://roscon.ros.org/2019/#day-2-november-1st

Transcript

1. 消費者向けロボットにおけるROS 2
   iRobotのユースケース
   ROS 2 for Consumer Robotics: the iRobot Use-Case
   近藤 豊
   Alberto Sorogna, Juan Oxoby, Dhiraj Goel (iRobot)
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2. ⾃⼰紹介
   近藤 豊
   • 博⼠（⼯学）
   • ~2018
   カワダロボティクス
   • 2018~
   Preferred Networks
   • 2019.8.13
   世界初のROS2本出版
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3. ROS 2の計算資源
   デスクトップ：ROS 2
   • いわゆる普通のROS 2
   マイクロコントローラ：micro-ROS
   • マイコン⽤のROS 2
   • DDS-XRCEによるブローカを介したROS 2ネットワーク参加
   • https://micro-ros.github.io
   その中間の計算資源では？
   • 低コスト、LINUXベース、組み込みハードウェア
   • 単⼀プロセスアプリケーション
   • 同⼀ネットワークに数百ロボット参加
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4. RasPi 2を
   使った性能評価
   許容オーバヘッド
   • 20%のCPU負荷増加
   • 20MBのRAM増加
   • ⼗分速い応答速度
   • 通信の無⽋損
   ROS 2 Performance
   Framework
   • 任意のユーザ定義ROS 2
   プログラムの性能評価
   • 可読性が⾼いログ
   • https://github.com/irobot-
   ros/ros2-performance
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5. ⼊⼒
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6. 出⼒
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7. Fast-RTPSを
   使った評価結果
   メッセージの⽋落
   RAMの使いすぎ
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   ⻘：実測値 ⾚：許容値
   

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8. CyclonDDSを
   使った評価結果
   すべての値が許容値内
   Raspberry Piでも許容
   可能な性能
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   ⻘：実測値 ⾚：許容値
   

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9. 新しいプロセス
   内通信を使った
   性能評価
   CPU使⽤率の半減
   応答性の改善
   メッセージの⽋落なし
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   ⻘：実測値 ⾚：許容値
   

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10. 新しいプロセス
    間通信
    iRobotによる改善
    RMW層での共有メモリ
    実装ではなく、rclcpp
    での共有メモリ実装
    ⼩さなメッセージでも
    効果⼤
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    https://github.com/irobot-ros/ros2-performance/blob/master/proposals/intraprocess_communication.md
    

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11. 現実課題への
    適⽤
    課題設定
    • ~1000台のロボットの同⼀
    ネットワーク参加
    • 1台あたり~35トピック送信
    • ~5のサブネット接続
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12. 解決策
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    解1：デフォルトのDDS設定
    • 遅い
    • 信頼性の低い相互接続
    • ネットワーク過負荷
    解2：環境変数
    ROS_DOMAIN_IDの設定
    • ROS_DOMAIN_IDの枯渇問題
    解3：マルチキャスト検出機能
    の無効化
    • 接続先のIPアドレスを使ったユニ
    キャスト
    

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13. CycleDDSを使ってみる（おまけ）
    https://index.ros.org/doc/ros2/Tutorials/Working-
    with-Eclipse-CycloneDDS/
    $ sudo apt install ros-
    ${ROS_DISTRO}-rmw-cyclonedds-
    cpp
    $ export
    RMW_IMPLEMENTATION=rmw_cyclone
    dds_cpp
    $ ros2 run demo_nodes_cpp talker
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