Performance Comparison of ROS2 Middlewares for Multi-robot Mesh Networks in Planetary Exploration

最近，多机器人系统（MRS）和网状网络技术的进步为探索极端环境开辟了创新的途径。《阿尔忒弥斯公约》是一系列国际协议，进一步促进了这一进展，鼓励使用尖端技术进行太空探索，并强调合作。同时，机器人操作系统2（ROS 2）被各个行业的公司广泛采用，凸显了其强大和多功能性。本文评估了可用的ROS 2中间件（RMW）在具有动态拓扑结构的网状网络上的性能，例如FastRTPS、CycloneDDS和Zenoh。最终选择RMW是由适应情景的那一个来决定的：使用MRS探索极端的外太空环境。在真实环境中进行的研究突出了Zenoh作为未来应用的潜在解决方案，显示出在动态网状拓扑结构上具有较低的延迟、可达性和CPU使用率，同时在数据开销和RAM使用率方面具有竞争力。

本论文旨在评估ROS 2 Middleware在动态拓扑的网状网络上的性能，以确定哪种RMW最适合用于探索极端外部环境的多机器人系统。

论文通过实验评估了FastRTPS、CycloneDDS和Zenoh等可用的ROS 2 Middleware在动态网状拓扑上的性能，最终选择了Zenoh作为未来应用的潜在解决方案。

实验表明，在动态网状拓扑上，Zenoh具有较低的延迟、可达性和CPU使用率，同时在数据开销和RAM使用率方面具有竞争力。

最近的相关研究主要集中在多机器人系统和网状网络技术的应用方面，如使用机器人探索极端环境等。