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机器人操作系统——ROS

导读: ROS(机器人操作系统)是一个面向机器人的开源元操作系统。它能够提供类似传统操作系统的诸多功能,如硬件抽象、底层设备控制、进程间消息传递和程序包管理等。

  ROS为Robot Operating System(机器人操作系统)的简写,是一个面向机器人的开源元操作系统(open-source,meta-operating system)。它能够提供类似传统操作系统的诸多功能,如硬件抽象、底层设备控制、进程间消息传递和程序包管理等。此外,它还提供相关工具和库,用于获取、编译、编辑代码以及在多个计算机之间运行程序完成分布式计算。ROS的运行架构是一种使用ROS通信模块实现模块间P2P的松耦合的网络连接的处理架构,它执行若干种类型的通讯,包括基于服务的同步RPC(远程过程调用)通讯、基于Topic的异步数据流通讯,还有参数服务器上的数据存储。

  历史

  ROS起源于2007年前后斯坦福大学人工智能实验室的STAIR(Stanford Artificial Intel ligence Robot)项目与WillowGarage公司的个人机器人项目(Personal Robotics project)之间的合作。在2009年初推出了ROS0.4,现在所用系统的框架在这个版本中已初具雏形。经过近一年的测试后,于2010年初推出了ROS1.0版,并在当年三月份推出了正式发行版本:ROSBoxTurtle,到现在(2016年5月)已经发行了10个版本,最新版本是ROSKineticKame。比较有趣的是,ROS各版本均以龟作为发行代号,至今已设计出10种造型奇特的“ROS龟”。

  从2008年至2013年,ROS主要由WillowGarage公司管理维护,但这并不意味着ROS是封闭的系统,相反,它是由众多学校及科研机构联合开发及维护的,这种联合开发模式也为ROS系统生态的构建与壮大带来有力的促进。2013年,WillowGarage公司被Suitable Technologies公司收购,此前几个月,ROS的开发和维护管理工作被移交给了新成立的开源基金会Open Source Robotics Foundation。

  特点

  ROS的主要目标是为机器人研究和开发提供代码复用的支持。ROS是一个分布式的进程(即“节点”)框架,这些进程被封装在易于被分享和发布的程序包和功能包中。ROS也支持一种类似于代码储存库的联合系统,这个系统也可以实现工程的协作及发布。可以使一个工程的开发和实现从文件系统到用户接口完全独立决策(不受ROS限制)。同时,所有的工程都可以被ROS的基础工具整合在一起。

  ROS在某些程度上和其他常见的机器人架构有些相似之处,如:Player、Orocos、CARMEN、Orca和MicrosoftRoboticsStudio。对于简单的无机械手的移动平台来说,Player是非常不错的选择。ROS则不同,它被设计为适用于有机械臂和运动传感器的移动平台(倾角激光、云台、机械臂传感器)。与Player相比,ROS更有利于分布式计算环境。当然,Player提供了较多的硬件驱动程序,ROS则在高层架构上提供了更多的算法应用(如集成OpenCV的视觉算法)。

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