linux - 什么是同时具有实时循环和非实时功能的更好方法

Question

抱歉标题不好，我真的不知道如何简短地描述...

我的场景是，对于机器人应用，我们需要一个实时循环来每 1 毫秒控制一次电机。同时我们可能想做一些没有实时要求的事情，比如路径规划、图像处理、物体识别等。此外，一些非实时任务的结果会被发送到实时电机控制循环控制机器人。

对于实时部分，我使用带有 RT-Preempt 补丁的 Ubuntu。因此，我可以像示例代码一样在 while 循环中运行实时控制循环 here .

但是，我对非实时部分一无所知。以我的拙见，我会在同一进程中新建一个线程并在该线程中运行非实时任务。

由于我是实时编程的新手，我不知道我的设计会有什么问题。此外，我想知道是否有设计这种程序的范例？

---编辑---

有关我的申请的更多详细信息。

机器人，更具体的说，是机械臂。

对于实时部分，它计算正向运动学、逆向运动学和雅可比矩阵。然后使用简单的 PID Controller 计算正确的输出命令。最后，使用EtherCAT向每个电机发送电机指令。

对于非实时部分，例如可以从kinect中获取PointCloud流，做一些预处理，计算场景中物体的位姿，为机械臂确定一个好的抓取位姿，最后发送每个电机的目标到实时部分，以便机器人 ARM 实际移动到目标并捕获物体。整个过程可能需要 10 秒左右。但与此同时，实时循环应继续运行并发送适当的力命令或位置命令，使机器人 ARM 保持其原始姿势并静止不动。

至于这两个部分之间的通信，在大多数情况下，命令是由非实时部分通过新颖的算法生成的，并将其发送到实时部分以使机器人 ARM 移动。然而，有时非实时部分的算法需要知道，例如末端执行器的当前位姿。因此，非实时部分需要从驻留在实时部分的正向运动学中获取信息。

Answer 1

实时循环到底在做什么？我猜(因为你提到“每 1 毫秒做一些电机控制”)做一些非常短的计算，并向电机设备输出几个字节。

非实时部分在做什么？我想象一些用户界面？？？

什么样的机器人？

^{路径规划可能需要很强的实时性，尤其是当机器人快速移动时。巡航导弹或谷歌汽车与小型机器人不同robocup .在巡航导弹或谷歌汽车上失去几毫秒的通信可能会杀死人类，但在 Robocup 上是可以接受的 - 你只会输掉一场比赛，并且可能会轻微伤害你的机器人。}

40米/秒(144公里/小时，略高于法国130公里/小时的高速公路限速)，两毫秒就是8厘米，如果这8厘米是人肉，可能就意味着杀人.

这两个部分如何相互作用？实时部分是否向另一部分发送一些信息？

也许这两个部分可能是一些不同的进程(不是线程)，并且有一些通信？也许使用带有信号量的共享内存进行同步。然后看sem_overview(7)和 shm_overview(7) .

请注意，在实时和“非实时”部分之间的接口(interface)处，非实时部分实际上也可能变为“实时”。

要点是定义两个(实时与非实时)部分之间的概念接口(interface)，并决定您是否可以承受丢失一些数据和一些同步(两个部分之间的通信)的损失。

如果非实时部分的作用只是显示或设置速度(即一些低阈值和高阈值)，您有时可能会丢失一些数据或同步。但问题在于细节(如果机器人是真正的自动驾驶汽车，就像谷歌汽车一样在高速公路上行驶，你可能不应该失去一些交流，然后两个部分都变成实时的!)。