ROS系統(tǒng)是什么？ROS系統(tǒng)主要特點有哪些？創(chuàng)龍RK3568J+Debian的ROS2系統(tǒng)案例

Tronlong創(chuàng)龍科技ROS讓機(jī)器人開發(fā)更便捷；我們來看看具體的。

ROS系統(tǒng)是什么

ROS（Robot Operating System）是一個適用于機(jī)器人的開源的元操作系統(tǒng)。它提供了操作系統(tǒng)應(yīng)有的服務(wù)，包括硬件抽象，底層設(shè)備控制，常用函數(shù)的實現(xiàn)，進(jìn)程間消息傳遞，以及包管理。它也提供用于獲取、編譯、編寫、和跨計算機(jī)運行代碼所需的工具和庫函數(shù)。

隨著工業(yè)智能化的快速發(fā)展，智能機(jī)器人設(shè)備已成為工業(yè)自動化體系的佼佼者，而智能機(jī)器人設(shè)備核心—ROS系統(tǒng)，是機(jī)器人領(lǐng)域的集大成者，主要應(yīng)用于機(jī)器人控制領(lǐng)域，如AGV工業(yè)機(jī)器人控制器、智能機(jī)械臂控制器、機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)等。

ROS系統(tǒng)主要特點有哪些

（1） 提供豐富的機(jī)器人算法庫

機(jī)器人的各種控制以及通信離不開算法庫的支持，ROS系統(tǒng)提供豐富且功能強大的機(jī)器人算法庫，如坐標(biāo)變換、運動控制等。機(jī)器人開發(fā)者可根據(jù)開發(fā)需要，簡單快捷地調(diào)用合適的算法庫，以提高開發(fā)效率，加快開發(fā)進(jìn)程。

（2） 開源免費，架構(gòu)精簡

ROS系統(tǒng)是一個開源免費，架構(gòu)精簡的機(jī)器人操作系統(tǒng)。ROS被設(shè)計為盡可能精簡，以便為ROS編寫的代碼可與其他機(jī)器人軟件框架一起使用，如ROS已與OpenRAVE、Orocos和Player集成。正是由于這一特點，探索開發(fā)ROS系統(tǒng)的人員眾多，遍布世界各地，形成一種“百花齊放，家爭鳴”局面，促使ROS功能日益強大。“開源免費、架構(gòu)精簡”這也更是意味著可大大降低產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品開發(fā)效率。

（3） 支持實時控制與通信，數(shù)據(jù)安全可靠

如今ROS系統(tǒng)支持實時控制與通信，并且數(shù)據(jù)安全可靠?！皩崟r性”、“安全性”是如今工業(yè)自動化行業(yè)的普遍追求，特別是對于AGV開發(fā)，若AGV機(jī)器人的主控制器、雷達(dá)、攝像頭、GPS等部件的控制、通信的實時性與安全性得不到保障，導(dǎo)致的后果將是核心數(shù)據(jù)泄露、路線控制偏離、系統(tǒng)通信異常等嚴(yán)重后果。而ROS系統(tǒng)憑借其優(yōu)勢，已成為AGV開發(fā)利器，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器人開發(fā)，并逐漸成為主流。

RK3568J + Debian的ROS2系統(tǒng)演示案例

創(chuàng)龍科技SOM-TL3568是一款基于瑞芯微RK3568J/RK3568B2處理器設(shè)計的四核ARM Cortex-A55全國產(chǎn)工業(yè)核心板，主頻高達(dá)2.0GHz。核心板CPU、ROM、RAM、電源、晶振、連接器等所有器件均采用國產(chǎn)工業(yè)級方案，國產(chǎn)化率100%，并提供國產(chǎn)化率認(rèn)證報告。

我司RK3568J平臺提供的ROS系統(tǒng)啟動鏡像文件update.img位于產(chǎn)品資料“4-軟件資料\Demo\platform-demos\ros2_foxy\bin\”目錄下，請先參考《Linux系統(tǒng)啟動卡制作及系統(tǒng)固化》文檔，將鏡像文件update.img通過“瑞芯微創(chuàng)建升級磁盤工具”制作SD啟動卡（即ROS系統(tǒng)啟動卡），然后將SD啟動卡插至評估板Micro SD卡槽。亦可通過SD升級卡或USB固化方式將系統(tǒng)固化至eMMC。

基于Python語言的通信演示

案例功能：基于Python語言，啟動ROS節(jié)點發(fā)布與訂閱消息，實現(xiàn)訂閱消息節(jié)點與發(fā)布消息節(jié)點之間的實時通信。

請將評估板上電啟動，執(zhí)行如下命令，配置評估板測試環(huán)境。

Target#export COLCON_CURRENT_PREFIX=/opt/ros

Target# source /opt/ros/local_setup.sh

圖 2

執(zhí)行如下命令，啟動ROS節(jié)點訂閱消息。

Target# ros2 run demo_nodes_py listener &

圖 3

執(zhí)行如下命令，啟動ROS節(jié)點發(fā)布消息，實現(xiàn)訂閱消息節(jié)點與發(fā)布消息節(jié)點之間的通信。此時評估板串口調(diào)試終端將會打印兩節(jié)點間通信的信息，如下圖所示。按“Ctrl + C”可退出測試程序，即讓發(fā)布消息的節(jié)點退出。

Target# ros2 run demo_nodes_py talker

圖 4

執(zhí)行如下命令，查看并根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)程號關(guān)閉所有ROS節(jié)點。進(jìn)程號請以實際情況為準(zhǔn)。

Target# ps -a

Target# kill 1256

Target# kill 1257

圖 5

基于C++語言的通信演示

案例功能：基于C++語言，啟動ROS節(jié)點發(fā)布與訂閱消息，實現(xiàn)訂閱消息節(jié)點與發(fā)布消息節(jié)點之間的實時通信。

請將評估板上電啟動，執(zhí)行如下命令，配置評估板測試環(huán)境。

Target#export COLCON_CURRENT_PREFIX=/opt/ros

Target# source /opt/ros/local_setup.sh

圖 6

執(zhí)行如下命令，啟動ROS節(jié)點訂閱消息。

Target# ros2 run demo_nodes_cpp listener &

圖 7

執(zhí)行如下命令，啟動ROS節(jié)點發(fā)布消息，實現(xiàn)訂閱消息節(jié)點與發(fā)布消息節(jié)點之間的通信。此時評估板串口調(diào)試終端將會打印兩節(jié)點間通信的信息，如下圖所示。按“Ctrl + C”可退出測試程序，即讓發(fā)布消息的節(jié)點退出。

Target# ros2 run demo_nodes_cpp talker

圖 8

執(zhí)行如下命令，根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)程號關(guān)閉所有ROS節(jié)點。進(jìn)程號請以實際情況為準(zhǔn)。

Target# ps -a

Target# kill 1332

Target# kill 1333

圖 9