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  3. 随着人工智能技术的发展，工业机器人已成为当前工业界的热点研究对象。某宇航设备公司为了扩大业务范围，决策层研究决定准备开展工业机器人研制新业务。公司将论证工作交给了软件架构师王工，王工经过分析和调研，从机器人市场现状、领域需求、组成及关键技术和风险分析等方面

随着人工智能技术的发展，工业机器人已成为当前工业界的热点研究对象。某宇航设备公司为了扩大业务范围，决策层研究决定准备开展工业机器人研制新业务。公司将论证工作交给了软件架构师王工，王工经过分析和调研，从机器人市场现状、领域需求、组成及关键技术和风险分析等方面

admin2019-02-25  35
问题 随着人工智能技术的发展，工业机器人已成为当前工业界的热点研究对象。某宇航设备公司为了扩大业务范围，决策层研究决定准备开展工业机器人研制新业务。公司将论证工作交给了软件架构师王工，王工经过分析和调研，从机器人市场现状、领域需求、组成及关键技术和风险分析等方面开展了综合论证。论证报告指出：首先，为了保障本公司机器人研制的持续性，应根据领域需求选择一种适应的设计架构；其次，为了规避风险，公司的研制工作不能从零开始，应该采用国际开源社区所提供机器人操作系统(Robot Operating System，ROS)作为机器人开发的基本平台。
在讨论会上，架构师李工提出不同意见，他认为公司针对宇航领域已开发了某款嵌入式实时操作系统，且被多种宇航装备使用，可靠性较高。因此应该采用现有架构体系作为机器人的开发平台。会上王工说明了机器人操作系统与该款操作系统的差别，要沿用需要进行改造，投入较大。经过激烈讨论，公司领导同意了王工采用ROS的意见。
ROS为应用程序间通信提供了主题(Topic)、服务(Service)和动作(Action)三种消息通信方式，每种通信方式都有其特点。请将以下给出的三类通信的主要特点填入表3-1中(1)～(5)的空白处，将答案写在答题纸上。
(a)适合用于传输传感器信息(数据流)
(b)能够知道是否调用成功
(c)一对多模式
(d)有握手信号
(e)服务执行完会有反馈
(f)可以监控长时间执行的进程
(g)较复杂
(h)可能让系统过载(数据太多)
(i)服务执行完之前，程序会等待
(j)建立通信较慢
(k)可能丢失数据
选项
答案[*]
解析 机器人操作系统通常采用了多节点跨平台模块化通信机制。它用节点(Node)的概念表示一个任务，不同节点之间通过事先定义好的格式来实现消息通信的，应用程序间具备主题(Topic)、服务(Service)和动作(Action)三类通信。
(1)主题：消息通过一个带有发布和订阅功能的传输系统来传送。一个节点通过把消息发送到一个给定的主题来发布一个消息。主题是用于识别消息内容的名称。一个节点对某一类的数据感兴趣，它只需要订阅相关的主即可，一个主题可能同时有许多的并发主题发布者和主题订阅者，一个节点可以发布和订阅多个主题。一般来说，主题发布者和主题订阅者不知道对方的存在。发布者将信息发布在一个全局工作区内，当订阅者发现该信息是它所订阅的，就可以接收到这个信息。
(2)服务：发布／订阅模式是一种很弹性的通信范式。但是其多对多的传输方式是一种不适合于请求／回复交互的方式。请求／回复交互方式经常被用于分布式系统中。请求／回复通过服务来进行，其中服务被定义为一对消息结构：一个用于请求，一个用于回复。一个提供节点提供了某种名称的服务，一个客户通过发送请求信息并等待响应来使用服务。机器人客户端库通常把这种交互表现为像一个远程程序调用。但是，基于服务的通信方式存在初期建立通信时，建立速度较慢。
(3)动作(action)是ROS提供应用程序间通信的一直较简单的方式，一般用于对某个事件、某个进程以及某个数据状态的监控，如：它可以监控长时间执行的进程。但是，从动作机制上看，设立监控机制比较复杂，需要应用程序间有握手信号。
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