[经验]

ROS是否适用于工业？

硅步

2019-10-17 13:24:25

2955 ROS

原创作者：Alejandro Alonso-Puig、Jenssen CHANG（硅步机器人）

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近期，我在亚马逊出版了新书《ROS Programming with Python》。有人问我这本书的免费获取通道，但我发现真正有趣的是，人们并不愿意接受ROS，他们认为ROS还只是纸上谈兵，说它只是为了教育，而不是真正的工业。但是我认为，ROS已经开始为工业提供各种选项了，我们可以通过这三个方面进一步了解ROS——ROS 1、ROS 2和ROS Industrial。让我简单解释一下：

ROS 1

机器人操作系统（ROS）是一种用于编写机器人软件的灵活框架。它是一个工具、库和约定的集合，旨在简化在各种机器人平台上创建复杂而强大的机器人行为的任务。ROS 1作为个体机器人的解决方案诞生，例如Willow Garage（一家机器人研究实验室和技术孵化机构）生产的机器人PR2（Personal Robot 2），尽管它被设计用于各种没有实时要求的机器人。

今天，我们看到ROS不仅用于PR2和类似PR2的机器人，还用于各种规模的轮式机器人、双腿类人机器人、工业手臂、户外地面车辆（包括自动驾驶汽车）、飞行器和地面车辆等。

ROS 1是当今大多数人所知道ROS的方法。它有几个版本，最后的长期技术支持版本是Kinetic 和Melodic。事实上，当你现在谈论ROS的时候，人们普遍认为你其实是在谈论ROS 1。ROS Industrial
ROS-Industrial (or ROS-I)于2012年被提出，旨在促进ROS与工业之间的合作。ROS-Industrial是一个开源的项目，它将ROS软件的高级功能扩展到制造业的范围。ROS的功能，例如高级感知和路径/抓取规划，可以使以前技术上不可行或成本高昂的机器人应用程序成为可能。ROS-Industrial是在商业友好的BSD和Apache 2.0许可协议下发布的。ROS- I由国际工业联盟和研究成员支持：ROS工业联盟。

ROS 2

ROS 2在2014年的ROSCON会议上首次被引入。ROS 2并不是ROS的一个新版本，而是ROS的一个新方法。它带来了新的可能性，跟ROS 1一样有不同的版本，但会比ROS 1更适用于工业。机器人技术和商业发展要求新的用例，这些用例是设计ROS 1时没有考虑到的，这也是为什么创建ROS 2（ROS的新方法）的原因。正如Open Robotics总裁、Willow Garage前开源开发总监Brian Gerkey所描述的，其中一些用例如下：

多个机器人的团队：尽管现在可以使用ROS 1构建多机器人系统，但尚无标准方法，而且它们在ROS 1单主机结构上有些老套。另一方面，ROS 2 作为一个面向单个或多个机器人的分布式系统被设计出来，它不依赖于主机，而是将消息层替换为依赖DDS（数据分发服务）。

实时系统：我们希望在ROS中直接支持实时控制，包括进程间和机器间的通信（假设适当的操作系统和/或硬件支持）。虽然ROS 1不是为了实时而设计的，但是ROS 2可以在使用RTOS时实现实时工作。

非理想网络：从低质量的WIFI到地对空的通信链路，由于丢失和/或延迟导致网络连接性下降时，我们希望ROS能够尽可能地表现良好。ROS 2就是为这种方法设计的，而不是ROS 1。

生产环境：尽管ROS继续成为研究实验室的首选平台至关重要，但我们希望的是，确保基于ROS的实验室原型能够演变为适合在实际应用中使用的ROS产品。

什么将是ROS使用的方法呢？

考虑到ROS-I更适合工业机器人和机械臂，ROS 1和ROS 2之间的竞争可能将更激烈。我赞同Rover Robotics的Dan Rose和Nick Fragale在Open Robotics的帮助下于2019年7月给出的提议：