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就在前不久,智元机器人,也就是稚晖君(野生钢铁侠)创办的智能机器人品牌,宣布完成了A+++轮融资,金额超过6亿元。
随着智元具身智能机器人【远征A1】的发布,短短一年时间内,AI机器人成为了资本争投的热门赛道,“具身智能”也代表了AI人工智能技术与机器人实体相结合的概念名词。
在嵌入式技术领域,也有专门为机器人产品而研发的操作系统,ROS就是其中一个比较著名的代表。
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ROS系统是什么
什么是ROS(Robot
Operating System)?顾名思义,ROS是一种开源的,适用于机器人产品开发的元操作系统。ROS提供了机器人操作系统应有的服务组件,其中包括:硬件抽象层、设备控制底层、常用API函数、进程间通信、以及软件包管理。
同时,它也提供了用于获取、编译、编写、和跨处理器平台运行代码所需要的各种工具和库函数。
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图1
社会工业智能化的进程在迅速发展,在工业自动化的体系里面,智能机器人设备已成为该领域的佼佼者,而作为智能机器人的核心操作系统—ROS系统,是机器人领域的集大成者。
其主要应用于机器人的控制领域,比如:AGV工业机器人控制器、智能机械臂控制器、机器人导航系统等。
ROS系统主要有哪些特点
(1) 各种丰富的机器人算法库
机器人的各种动作控制以及各个组件之间的通信离不开算法库的支持,ROS操作系统提供了功能丰富且强大的算法库,比如变换坐标、运动控制等。
机器人产品的开发者,可根据实际应用场景的需要,方便快捷地调用合适的算法接口,以提高产品程序开发效率,加快产品开发进程。
(2) 免费开源,架构精简
ROS操作系统是一个免费开源,架构精简的机器人操作系统。ROS被设计为尽可能的精简,以便于为ROS系统编写的软件代码可以与其他机器人软件框架一起使用,比如:ROS已经与OpenRAVE、Orocos和Player等系统进行集成。
正是因为这一特点,探索和开发ROS操作系统的工程师众多,几乎遍布世界各地,其生态形成一种“百花齐放,百家争鸣”的局面,促使ROS操作系统的功能日益强大。
“免费开源、架构精简”,这更是意味着可大大降低产品的开发成本,缩短了产品开发周期,提高了产品开发效率。
(3) 实时控制与通信,数据安全可靠
如今,ROS操作系统支持各个组件的实时控制与通信,并且通信数据安全可靠。“实时性”、“安全性”是如今工业自动化行业的普遍追求的基本功能。
特别是对于AGV产品的开发,如果AGV机器人的主控制器、雷达、摄像头、GPS等部件的控制和通信的实时性与安全性得不到可靠保障,其导致的将是核心数据泄露、路线控制偏离、系统通信异常等严重后果。
而ROS系统凭借其优势,已成为AGV开发利器,广泛应用于各种机器人开发场合,并逐渐成为主流。
RK3568J + Debian的ROS2系统演示案例
创龙科技基于瑞芯微RK3568J/RK3568B2处理器平台,自主设计研发了一款全国产工业核心板SOM-TL3568,它具有四个ARM Cortex-A55处理核心,主频更是高达2.0GHz。
核心板的CPU、ROM、RAM、电源、晶振、连接器等所有器件,都是采用了国产工业级方案,国产化率达到了100%,并提供国产化率认证报告。
(点击视频,1分钟了解搭载ROS的RK3568J全国产工业平台)
创龙科技基于RK3568J平台提供的ROS操作系统启动镜像文件update.img,其位于产品资料“4-软件资料\Demo\platform-demos\ros2_foxy\bin\”目录下,使用前请先参考《Linux系统启动卡制作及系统固化》文档,
开发者可以将镜像文件update.img,通过“瑞芯微创建升级磁盘工具”制作核心板的SD启动卡(即ROS操作系统启动卡),然后将SD启动卡,插至评估板的Micro SD卡槽。也可以通过SD升级卡或USB固化的方式,将系统固化至eMMC。
例程一:基于Python语言的通信演示
案例功能:基于Python编程语言,启动ROS节点的消息发布与订阅,实现订阅消息节点与发布消息节点之间的实时通信。
请将TL3568评估板上电启动,并在评估板终端执行如下命令,配置评估板测试环境。
Target#export COLCON_CURRENT_PREFIX=/opt/ros
Target#source /opt/ros/local_setup.sh
ywpbpdvxqcw640510827.png
图 2
在终端执行如下命令,启动ROS节点订阅消息。
Target#ros2 run demo_nodes_py listener &
cxsunyshxe2640510927.png
图 3
然后在终端执行如下命令,启动ROS节点发布消息,实现订阅消息节点与发布消息节点之间的通信。
此时评估板的串口调试终端,将会打印两节点间通信的信息,如下图所示。
按"Ctrl + C"可退出测试程序,即让发布消息的节点退出。
Target#ros2 run demo_nodes_py talker
n31g5m3rym2640511028.png
图 4
在终端执行如下命令,查看并根据系统进程号关闭所有ROS节点。进程号请以实际情况为准。
Target#ps -a
Target#kill 1256
Target#kill 1257
1vtnu1ehk0i640511128.png
图 5
例程二:基于C++语言的通信演示
案例功能:基于C++语言,启动ROS节点发布与订阅消息,实现订阅消息节点与发布消息节点之间的实时通信。
请将评估板上电启动,执行如下命令,配置评估板测试环境。
Target#export COLCON_CURRENT_PREFIX=/opt/ros
Target#source /opt/ros/local_setup.sh
图 6
在评估板终端执行如下命令,启动ROS节点订阅消息。
Target#ros2 run demo_nodes_cpp listener &
图 7
在评估板终端执行如下命令,启动ROS节点发布消息,实现订阅消息节点与发布消息节点之间的通信。
此时评估板串口调试终端将会打印两节点间通信的信息,如下图所示。按"Ctrl + C"可退出测试程序,即让发布消息的节点退出。
Target#ros2 run demo_nodes_cpp talker
ak4hm2h3ca3640511228.png
图 8
在终端执行如下命令,根据系统进程号关闭所有ROS节点。进程号请以实际情况为准。
Target#ps -a
Target#kill 1332
Target#kill 1333
zkfvn45vnrb640511328.png
图 9
如需完整的源码与文档,可与创龙科技技术服务人员联系。
如需购买RK3568J工业评估板
可以登录创龙科技天猫旗舰店:tronlong.tmall.com
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