uORB Messaging

소개

uORB는 thread간/프로세스간 통신을 위해서 비동기 publish() / subscribe()을 사용합니다.

C++로 사용 방법을 익히려면 튜토리얼을 참고하세요.

uORB는 많은 어플리케이션이 의존하므로 자동으로 부팅시에 일찍이 구동됩니다. uorb start로 구동시킵니다. 단위테스트는 uorb_tests로 구동시킬 수 있습니다.

새로운 topic 추가하기

새로운 topic을 추가하기 위해서 msg/ 디렉토리에 새로운 .msg 파일을 생성하고 파일 이름을 msg/CMakeLists.txt 목록에 추가합니다. 이렇게 하면 필요한 C/C++ 코드가 자동으로 생성됩니다.

지원하는 타입을 참고하려면 기존 msg 파일을 살펴보세요. 메시지는 달느 메시지의 nest로 사용할 수 있습니다.

각 생성된 C/C++ 구조체에는 uint64_t timestamp 필드가 추가되어 있을 것입니다. 이는 logger를 위해 사용되므로 메시지를 publish할 때 값을 넣도록 합니다.

topic을 코드에서 사용하려면 헤더를 포함합니다 :

#include <uORB/topics/topic_name.h>

.msg 파일에 다음과 같은 라인을 추가하면 단일 메시지 정의가 여러 독립적인 topic 인스턴스에서 사용할 수 있습니다. :

# TOPICS mission offboard_mission onboard_mission

다음으로 코드에서 이를 topic id로 사용 : ORB_ID(offboard_mission).

Publishing

topic을 publish하는 것은 시스템 어디서든 가능합니다. 인터럽트 컨텍스트(hrt call API에서 호출하는 함수)에서도 가능합니다. 그러나 topic을 advertising은 인터럽트 컨텍스트의 외부에서만 가능합니다. topic은 추후 publish되므로 동일한 프로세스에서 advertise해야만 합니다.

Topics 목록 및 Listening in

listener 명령은 Pixracer (FMUv4)와 Linux / OS X에서만 가능합니다.

모든 topic의 목록을 보기 위해 파일 핸들 목록 보기:

ls /obj

5개 메시지에 대해서 한 개 topic의 컨텐트를 liste하기 위해서 listener 실행 :

listener sensor_accel 5

출력은 n 번 topic 콘텐츠입니다. :

TOPIC: sensor_accel #3
timestamp: 84978861
integral_dt: 4044
error_count: 0
x: -1
y: 2
z: 100
x_integral: -0
y_integral: 0
z_integral: 0
temperature: 46
range_m_s2: 78
scaling: 0

TOPIC: sensor_accel #4
timestamp: 85010833
integral_dt: 3980
error_count: 0
x: -1
y: 2
z: 100
x_integral: -0
y_integral: 0
z_integral: 0
temperature: 46
range_m_s2: 78
scaling: 0

NuttX-기반 시스템 (Pixhawk, Pixracer 등)에서 listener 명령은 QGroundControl MAVLink 콘솔내에서 센서의 값이나 다른 topic을 조사하기 위해서 호출할 수 있습니다. QGC가 무선으로 연결되어 있는 경우에도(비행체가 비행 중인 경우) 사용할 수 있으므로 강력한 디버깅 도구가 됩니다. 추가 정보는 Sensor/Topic Debugging을 참고하세요.

urb top 명령

uorb top 명령은 실시간으로 각 topic의 publish 주기를 보여줍니다.:

update: 1s, num topics: 77
TOPIC NAME                        INST #SUB #MSG #LOST #QSIZE
actuator_armed                       0    6    4     0 1
actuator_controls_0                  0    7  242  1044 1
battery_status                       0    6  500  2694 1
commander_state                      0    1   98    89 1
control_state                        0    4  242   433 1
ekf2_innovations                     0    1  242   223 1
ekf2_timestamps                      0    1  242    23 1
estimator_status                     0    3  242   488 1
mc_att_ctrl_status                   0    0  242     0 1
sensor_accel                         0    1  242     0 1
sensor_accel                         1    1  249    43 1
sensor_baro                          0    1   42     0 1
sensor_combined                      0    6  242   636 1

컬럼은 : topic 이름, 다중-인스턴스 인덱스, subscriber의 수, Hz 단위 publishing 주기, 손실 메시지 수(모두 합친 subscriber), queue 크기

다중-인스턴스

uORB는 orb_advertise_multi를 통해 동일한 topic의 다중 독립 인스턴스를 publish하는 매커니즘을 제공합니다. publisher에게 인스턴스 인덱스를 반환합니다. subscriber는 orb_subscribe_multi를(orb_subscribe는 첫번째 인스턴스를 subscribe) 이용해서 어떤 인스턴스를 선택해야만 합니다. 다중 인스턴스를 가지면 시스템이 동일한 타입의 여러 센서를 가지고 있는 경우 유용합니다.

동일 topic에 대해서 orb_advertise_multi와 orb_advertise를 섞지 않도록 합니다.

전체 API는 src/modules/uORB/uORBManager.hpp를 참고하세요.

문제해결 및 일반적인 실수

다음에서는 일반적인 실수나 비정상적인 상황에 대해서 설명합니다 :

  • topic이 publish되지 않아요 : 각 호출에서 ORB_ID()가 맞는지 확인. orb_subscribe 와 orb_unsubscribe가 orb_publish로서 동일한 태스크에서 호출 되었는지가 중요합니다. 이것은 px4_task_spawn_cmd()에 적용되지만 work queue(work_queue())를 사용하는 경우에도 적용됩니다.
  • 정리(clean up) 하기 : orb_unsubscribe와 orb_unadvertise를 사용하세요.
  • 성공적으로 orb_check()나 px4_poll 호출은 orb_copy()가 필요하고 다음 poll에서 즉시 반환됩니다.
  • topic을 advertise하기 전에 orb_subscribe를 호출해도 아무 문제 없습니다.
  • orb_check()와 px4_poll()은 orb_subscribe() 후에 완료되는 publication에 대해서만 true를 반환합니다. topic이 일정하게 publish되지 않는다는 점이 중요합니다. 만약 subscriber가 이전 데이터를 원하는 경우 orb_subscribe()이후에 바로 조건없이 orb_copy()를 하면 됩니다.(advertiser가 없는 경우라면 orb_copy()는 실패하게 됩니다.)

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