PX4とDDS-RTPSの関係

概要

PX4で、DDS eProsima Fast-RTPSっぽいのを使っているという情報を聞いたので、おおよその概要を調査してみる。実際のPX4はないので、あくまでソースなどの公開情報からわかる範囲と、想像のみで調査。DDSとしては、ここにすべての仕様が公開されているので、参考にしてほしい。

結論

PX4 firmwareとDDSの世界(例えば、ROS1/ROS2、他のDDS application)を繋ぐためのbridgeを構築して、CPU側で適当な処理をすることで、PX4の制御やPX4の情報取得などを柔軟にできるようにしようとしている。

トピックス

PX4-FastRTPS Bridge

PX4-FastRTPS Bridgeが一番情報が多い。

下の図からわかる通り、PX4自体とそれを接続する先(via UART or UDP)でPX4コンポーネントが使用するuORB messageをRTPS messageに変換する責務を担っている。つまり、uORB / DDS-RTPSを接続できることで、オフロード先でRTPS applicationを開発してPX4と接続できるということ。

Client/Agentアーキテクチャによって、複数のClientがAgentに対して接続できる形をとっていることがわかる。
物理的な接続にはUART or UDPと記載されている。(UART接続のほうがデバイス間接続には一般的のような気がするが、なぜUDP??)

Client/AgentのソースコードはPX4 firmwareをbuildすることで生成されるようになっている。

• Bridge Client
  • https://github.com/PX4/Firmware/tree/master/src/modules/micrortps_bridge
• Bridge Agent
  • https://github.com/PX4/Firmware/blob/master/msg/templates/urtps/microRTPS_agent.cpp.em

ROS1/ROS2との関係

ROS1/ROS2とも以下の図の通り、接続はアーキテクチャ的には可能だが、Real-Timeなのかはわからない。ROS1にとっては通信はできるレベルで、性能はかなり悪く実際に使える状態なのか疑問。

オフロード側のpackageとしては、px4_ros_comが必要で、px4_ros_comによってROS1/ROS2側での通信が可能となる。

eProsima Repository

PX4-FastRTPS-PoC

Proof Of Conceptでduplicateになっているが、この時点ではPX4とraspiをUARTで接続して、オフロードするようなことを想定していたよう。
SerializerとしてeProsimaが提供するFast-CDRを利用することでOMG(Object Management Group)のIDLと同じ形式をサポート。

PX4-FastRTPS-PoC-Snapdragon-UDP

こちらは、PX4とQualcomm SnapdragonをUDP接続してbridge接続をできるように試みるプロジェクト。(実際にどこまで動くかは全く不明)
そもそもUDP接続(network接続)っていうものは、PX4とSnapdragonの間では一般的な接続なのだろうか？PX4がネットワークインターフェースをもっているということか？