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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 WindowsiOS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
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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