ja 
ROS:n ymmärtäminen: Kuinka pääset alkuun Robotics-käyttöjärjestelmän kanssa aloittelijoille
Mikä on ROS?
ROS (Robot Operating System) on robottijärjestelmien rakentamiseen suunniteltu kehys. Se ei ole todellinen käyttöjärjestelmä perinteisessä merkityksessä, vaan pikemminkin meta-käyttöjärjestelmä, joka toimii isäntäkäyttöjärjestelmän (kuten Linuxin) päällä.
Se tarjoaa väliohjelmistokerroksen, joka tiivistää laitteiston ja tarjoaa joukon palveluita, työkaluja ja kirjastoja helpottamaan robottiohjelmiston kehittämistä.
Mitkä ovat ROS:n avainkomponentit?
ROS-kehys koostuu useista osista, mukaan lukien:
- ROS ydin on keskeinen komponentti, joka tarjoaa olennaiset palvelut hajautetun järjestelmän ROS-solmujen väliseen tietoliikenteeseen, kuten viestien välitykseen, parametrien hallintaan ja nimeämiseen.
- ROS-solmut ovat yksittäisiä ohjelmia, jotka kommunikoivat keskenään ROS Coren kautta käyttämällä julkaisu-tilaa -viestijärjestelmää.
- ROS-aiheet mahdollistaa viestintä ROS-solmujen välillä. Ne ovat nimettyjä väyliä, joiden kautta solmut vaihtavat viestejä. Solmu voi julkaista viestejä aiheesta, ja kaikki kiinnostuneet solmut voivat tilata tämän aiheen vastaanottaakseen viestejä. Aiheet noudattavat julkaisu-tilaa -viestien kaavaa, mikä mahdollistaa asynkronisen viestinnän.
- ROS-viestit ovat tietorakenteita, joita käytetään viestintään ROS-solmujen välillä ja jotka määrittelevät aiheesta vaihdettavan tiedon.
- ROS-palvelut tarjoavat solmuille tavan lähettää pyyntöjä ja vastaanottaa vastauksia. Ne käyttävät pyyntö-vastausmallia, mikä varmistaa suoran viestien vaihdon. Solmu voi tarjota palvelun määrittämällä palvelutyypin, joka määrittää pyyntö- ja vastausviestimuodot. Muut solmut voivat sitten soittaa palveluun tehdäkseen pyyntöjä ja vastaanottaakseen vastauksia.
- ROS Käynnistä tiedostot yksinkertaistaa useiden solmujen käynnistämistä ja niiden parametrien määrittämistä. Käynnistystiedosto on XML-tiedosto, joka kuvaa suoritettavat solmut, niiden parametrit ja niiden väliset yhteydet. Käynnistystiedostoja käyttämällä voit käynnistää useita solmuja yhdellä komennolla, mikä helpottaa monimutkaisten robottijärjestelmien hallintaa.
ROS:n yhteydessä RTK-vastaanottimet voidaan käsitellä ROS-solmuna, ja se voi kommunikoida muiden ROS-järjestelmän solmujen kanssa käyttämällä ROS-aiheita, -viestejä ja -palveluita.
Mikä alusta ROS Corelle valita?
ROS Core voi toimia PC:llä, kannettavalla tietokoneella, tietokoneella tai useilla sulautetuilla alustoilla: NVIDIA Jetson, Raspberry Pi, BeagleBone, Intel NUC, Odroid jne.
Valinta niiden välillä ROS-käyttöä varten riippuu useista tekijöistä, jotka on lueteltu alla. Tässä on joitain suosituksia, joiden avulla voit valita niistä ROS Coren käyttöä varten:
- Laskennalliset vaatimukset: Jos robotiikkasovelluksesi vaatii tehokasta tietojenkäsittelyä, NVIDIA Jetson tai PC voi olla paras valinta. Molemmat tarjoavat korkean suorituskyvyn suorittimet ja grafiikkasuorittimet, jotka ovat ihanteellisia laskennallisesti vaativiin tehtäviin, kuten tietokonenäköön ja koneoppimiseen.
- Tehon kulutus: Jos robotiikkasovelluksesi on akkukäyttöinen tai vaatii vähän virrankulutusta, Raspberry Pi tai NVIDIA Jetson voi olla paras valinta. Molemmat tarjoavat alhaisen virrankulutuksen vaihtoehtoja, ja Raspberry Pi tunnetaan energiatehokkuudestaan.
- Hinta: Jos hinta on tärkeä tekijä, Raspberry Pi on kustannustehokkain vaihtoehto, ja sitä käytetään laajalti prototyyppien tekemiseen ja harrastusprojekteihin. NVIDIA Jetson ja PC ovat kalliimpia vaihtoehtoja, mutta ne tarjoavat tehokkaampia laskentaominaisuuksia.
- Muoto: NVIDIA Jetson tai Raspberry Pi ovat kompakteimpia ja kevyimpiä alustoja. Molemmat tarjoavat pieniä muotoja ja soveltuvat kompaktien robottijärjestelmien rakentamiseen.
Eli valitse Raspberry Pi jos tarvitset kustannustehokkaan vaihtoehdon (lue miten yhdistää simpleRTK2B/3B liitetään Raspberry Pi:hen) Tai NVIDIA Jetson jos laskentaominaisuudet ovat tärkeämpiä (katso vaihe vaiheelta opetusohjelma RTK-vastaanottimen liittämiseksi NVIDIA Jetsoniin).
Minkä kehitysympäristön ROS:lle valita?
Yleisimmin käytetyt kehitysympäristöt ovat Ubuntu, ROS-kehitysstudio (ROSDS), Visual Studio Code, Eclipse, CLion jne.
Ubuntu on hyvin tuettu ja laajalti käytetty käyttöjärjestelmä, jolla on suuri käyttäjäyhteisö, joka osallistuu ROS:n kehittämiseen ja tukeen.
Itse ROS on ensisijaisesti kehitetty ja testattu Ubuntussa, mikä tarkoittaa, että se on optimoitu tälle alustalle ja suurin osa ROS-paketeista ja kirjastoista on saatavana valmiina Ubuntun paketteina. Muista vain, että:
- ROS melodinen on yhteensopiva Ubuntu 18:n kanssa (tarkista Melodinen asennusopas)
- ROS Noetic on yhteensopiva Ubuntu 20:n kanssa (tarkista Noetic asennusohje)
Mitkä RTK-vastaanottimet ja antennit soveltuvat käytettäväksi ROS:ssä?
Kaikki ArduSimple RTK-vastaanottimet ja antennit ovat yhteensopivia ROS:n kanssa.
Kun valitset tiettyä RTK-vastaanottimet ja antennit, harkitse sovelluksesi vaatimuksia, kuten paikannustarkkuus, liitettävyysvaihtoehdot ja ympäristötekijät, valitaksesi sopivimman laitteen.
Olemme valmistautuneet nopeuttaaksemme GPS-tietojen integrointia ROS-projektiisi Käyttöopas ArduSimple tuotteet ROS:ssa.
