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ROS(機器人控制系統)概述
什麼是ROS?
機器人操作系統 (ROS) 是一個機器人開發平台,為機器人軟件開發人員提供庫和工具,以支持機器人應用程序的創建。
ROS 在其名稱中包含“操作系統”,但它是適用於Microsoft Windows和iOS等計算機的操作系統。 它是一種運行在現有操作系統上的中間件和軟件框架,而不是(OS)。
第一個發布版本於 2010 年發布。
之後,非營利組織“開源機器人基金會”(現為“Open Robotics”)成立,接任了引領ROS發展的角色。
它是作為開源軟件開發和發布的,來自世界各地的許多人都在參與開發。
ROS的組成部分
ROS = 管道 + 工具 + 能力 + 生態系統
管道(通訊)
為了實現據說適合機器人處理的分佈式系統,採用發布/訂閱作為節點之間的通信。
工具
工具例如可以被用於可視化機器人和調試運動計劃,涼亭,動態環境模擬器機器人上述“,”RViz“ RQT ”,一個GUI實用工具,並構建系統是可用的。
能力
有總結有用的機器人功能的庫和包,而“ Navigation Stack ”和“ MoveIt ”據說是ROS的兩大包。
生態系統
各種語言的“ROS Wiki ”包括教程, “ROS Answers ”可以詢問有關ROS的問題,“ROS Discourse ”可以討論ROS,以及每年舉辦一次的“ROScon”(日本的“ROScon JP”。 ”)等等,並且正在開展積極的活動。 2020 ROScon 更名為“ROS Wolrd 2020”並在線舉行,但 ROScon JP 被取消。
![ROS1.png](https://static.wixstatic.com/media/422615_aff7d77f72c646cf993c98e87b58113f~mv2.png/v1/fill/w_396,h_159,al_c,lg_1,q_85,enc_auto/ROS1.png)
![ROS2.png](https://static.wixstatic.com/media/422615_4ec89b41e7fb4d51bab954d0639c0899~mv2.png/v1/fill/w_417,h_314,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_auto/ROS2.png)
使用 ROS 開發機器人的好處
ROS 的最大優勢在於,Navigation Stack 和 MoveIt 等應用程序都是開源提供的。
儘管需要進行一些定制,但在考慮應用程序開發的生產力時,提供基本部件這一事實很重要。
(1) 各種傳感器支持ROS。
具體來說,產品發佈時會提供ROS的驅動,比如“Intel RealSense ”和“Microsoft Azure Kinect ”等各種3D攝像頭系統,以及流行的LiDAR(Light Detection and Ranging,激光雷達)等。
因此,重要的是要考慮新產品的開發效率,這些新產品在購買後可以立即合併到 ROS 中。
(2) 數以千計的 ROS 包已作為開源軟件發布。
尋找對公眾開放的開源軟件顯然比自己開發新應用程序更有效率。
我想享受ROS的好處,但是如果機器人已經在使用ROS以外的東西開發,或者機器人不支持ROS,我該怎麼辦?例如,一些廠商和廠商已經將可以與ROS通信的模塊作為ROS驅動程序集成到機器人控制器中,以支持允許外部控制基於ROS的系統的機制,並提供與ROS端的接口。這樣我們就可以享受到ROS的好處了。
綜上所述,機器人廠商有必要關注未來ROS的發展趨勢。
擴大ROS利用範圍
① 例如
ROS還被用作自動駕駛的“Autoware ”、IoT(物聯網)的“micro-ROS ”和無人機的“Dronecode”的基礎軟件。
② 在陌生的地方
ROS也被用在索尼的寵物機器人“愛寶”和YOODS的3D相機“ YCAM3D”。
③ 進一步
主要的 IT 供應商和工具供應商現在正在提供一個開發環境,以促進利用 ROS 的機器人開發。
可在雲服務AWS上使用的機器人應用開發環境“AWS RoboMaker ”、基於Mathworks模型的開發環境“ MATLAB/Simulink ”、以及下一部分將介紹的NVIDIA機器人開發模擬器“ NVIDIA Omniverse Isaac Sim”
概括
由ROS控制的機器人將促進未來各種機器人的發展。
可以說,機器人被物聯網技術所利用,深入到工業和日常生活中只是時間問題。
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