分布式移动机器人通信中间件与超低延迟跨进程通信

在恶劣工业多径反射 Wi-Fi 与私网 5G 等高度不稳定无线信道中，将每包消息协议开销极致压缩至 5 字节以内，实现断线毫秒级自愈与网络拓扑自动重构，保障跨机状态无损同频同步。

SwarmMiddleware Deterministic DDS & Zenoh Architecture

Robotics Core: Middleware Core — CycloneDDS & Zenoh Protocol Bridge

Autonomous Robotics Nodes & SLAM Controllers

  • Eclipse Zenoh Edge Router
  • CycloneDDS Zero-Copy IPC
  • DDS Security Cryptographic Enclave
  • Dynamic Topic QoS Filter
  • Micro-ROS MCU Gateway

Architectural Layers & Navigation Stacks

  • 第一层：感知与实时建图定位（SLAM）子系统 (3D LiDAR / RealSense RGB-D / Fast-LIO2 / Cartographer): 高频三维点云采集、IMU 紧耦合紧凑预积分以及动态环境下的亚厘米级实时精准定位。
  • 第二层：局部导航与模型预测控制（MPC）执行引擎 (TEB Local Planner / Timed-Elastic Band / Pure Pursuit): 实时动态避障、非完整约束运动学轨迹平滑优化与 ISO 3691-4 激光安全防区自适应动态切换。
  • 第三层：跨品牌互操作协议、实时中间件与车队总线 (VDA 5050 v2.1 / ROS 2 Jazzy / Eclipse Zenoh / CycloneDDS): 标准化 JSON/MQTT 任务调度指令解析、节点内零拷贝共享内存 IPC 与多品牌异构车队高确定性低延迟状态回传。
  • 第四层：集群协同调度、无冲突路径规划与交通优化 (Conflict-Based Search (CBS-MAPF) / Dynamic Block Reservation): 集中式与分布式冲突优先搜索（CBS-MAPF）多智能体无碰撞路径规划、自动机会充电机位调度与通行瓶颈动态消解。

Telemetry & Compliance: ±5 mm (重复定位精度) | <8 ms (调度响应时延) | <12 ms (安全刹停响应时间) | VDA 5050 v2.1 (开放车队协议标准)

SwarmMiddleware 中的确定性DDS与Zenoh协议桥接

自主蜂群无法容忍臃肿的通信协议栈使临时无线链路饱和。SwarmMiddleware 为数千个机器人智能体之间无代理、低开销的分布式通信建立了协议工程标准。

Core Engineering Areas

Technical Publications