备受争议的ROS系统 ,在工业机器人领域不受宠竟然是因为…

发布时间:2017年07月14日 11:42:14    浏览数:1422次    来自:高工机器人
作为一个对ROS系统研究颇久的学者,汤尼机器人CEO王滨海最近被各种人问到关于ROS的问题。ROS系统近两年在国内外很火,前景也很可观,但是,会用刀和成为一个好厨师之间还差很多东西。

  【文/廖文清】作为一个对ROS系统研究颇久的学者,汤尼机器人CEO王滨海最近被各种人问到关于ROS的问题。ROS系统近两年在国内外很火,前景也很可观,但是,会用刀和成为一个好厨师之间还差很多东西。

  据悉,截至2016年10月份,ROS官方的统计数据显示,ROS包的总下载次数达到了840多万次,比2015年增长约158%;参与下载的IP地址数量为11万多,比2015年增长约143%。

  如此好看的数据下,我们却发现,ROS系统在工业机器人领域并不受宠。ROS已广泛应用于Clearpath物流机器人、Fetch导购机器人、Erle无人机、DJI大疆无人机、DataSpeed自动驾驶汽车、Nao舞蹈机器人、Lego玩具机器人、iRobot扫地机器人、Pepper情感机器人等,但工业机器人领域的应用却寥寥无几。

  “书同文,车同轨”的革新意义

  尽管目前形势并不乐观,但这并不妨碍拥护者对于ROS系统的推崇,而且他们也相信,在工业机器人领域,ROS系统也将占据一定的位置。

  有业内人士表示,ROS最大的贡献就是制定了机器人开发的统一接口标准。所以ROS的意义,相当于“书同文,车同轨”。

  因为不同机器人企业的控制系统都不同,对于终端应用企业来说,维护和重新编程很不方便,换一个公司的机器人又要重新培训人员,有些交互界面还非常不友好,极大地降低了效率。

  在这样的背景下,如何做出一个适用于各种品牌机械臂的控制软件则显得尤为重要,而ROS系统用统一的方式封装机器人的特点很好的迎合了这一需求,据悉,用户只需要在ROS中编写应用程序即可,不需要关心机器人的控制方式。 基于ROS的开源库去编程的“万能”的控制软件原则上对于机器人的普及将会起到重要作用。

  ROS和其它系统的最大不同在于它是一款分布式操作系统,分布式结构的好处在于在多个设备上使用ROS,完全就像在一个设备上一样。 ROS系统分布式的特点也培养了用户共享软件包的大型社区,它使得开发者在ROS核心系统基础上,增添许多新功能。

  ROS的还具有模块化特点,可以轻松的替换各种传感器和执行机构,替换软件中的各个算法,使得搭建机器人就像玩乐高积木和组装一台电脑一样。

  此外, ROS提供的log和rosbag以及调参on the fly的方法对开发者非常友好,这也是为什么很多人说ROS适合学习和做研发的原因。

  “ 成也萧何,败也萧何”的困境

  目前世界上几乎所有机器人都是运行在Linux系统上的,而ROS正是构建在Linux之上,并利用了操作系统的进程管理、用户接口、文件系统及编程工具。 ROS有很多公开的包,适用于各种各样的软件和硬件,如创建地图的包、定位算法包、机器视觉包、手势传感器包等。并且可以创建自己的包并加入到ROS中。

  此外,针对机器人开发,ROS则提供了很好的可视化、模拟仿真和Debug的工具。视化的工具RViz,就像通信工程师用的示波器,可以说没有RViz这种可视化工具,很多功能是无法调校出来的;ROS系统的模拟仿真做到了和硬件的无缝衔接。

  然而,内置功能包强大既是一个优势,也成为ROS系统在工业机器人领域不受宠的重要原因, 王滨海表示,开放性和一致性是ROS系统的优势,但ROS系统目前确实还存在一些缺点,就是系统太过庞大、太过冗余。

  一方面是因为ROS系统内置的功能包太多,但其实企业在运用的过程中用不上这么多的功能包;另一方面是因为ROS系统内置的功能包会依赖于很多第三方的库和软件包,且依赖关系太过复杂,这是ROS系统不争的劣势。

  “未来,ROS系统将会有适当的裁剪功能,将一些冗余的功能包裁剪掉。”王滨海进一步解释道。

  事实上,ROS系统的实时性差也是一个硬伤,用ROS系统,发布指令之后,机器人可能要延迟一段时间才会执行,有些时候是不能满足工业需求的。

  但针对实时性的问题,王滨海却有不同的看法,他表示这个问题其实可以找到解决方案,目前ROS2.0版本也对实时性差的问题有一些改善,ROS 2.0版本采用DDS实现了消息的强实时性,并且还可以通过其它的技术手段保证 ROS系统的实时性。王滨海同时也强调ROS2.0系统本身不是一个实时性的系统,只是运用了实时性的通讯机制。

  珞石科技产品总监韩峰涛却不这么认为,他指出对于机器人运动控制来说,ROS系统的实时性是不够的,还是必须搭配单独的运动控制器。

  据悉,遨博智能已经将ROS用到工业机器人上,遨博协作机器人i5独创了实时性的ROS系统,通过对ROS系统进行二次开发,既保留了ROS系统的开放性,又解决了ROS系统实时性差的缺点,使得产品的适用范围大幅扩大,能适应各行业多工种的具体细分领域。

  值得一提的是,除了遨博之外,协作机器人企业Rethink也使用了ROS系统,王滨海表示,他们的产品都是从实验室的科研成果转化而来的,本身就具有学术的基因,在原创上都会首先接触像ROS这样易于开发的平台,而不像ABB、KUKA、发那科等选择用传统的工业方式解决控制系统问题。

  瑞森可智能协作机器人的Intera软件平台便是基于ROS系统开发的,得益于Intera软件平台的瑞森可智能协作机器人不仅更加易用与易学,每次软件平台的更新也使得机器人性能显着提升,让职校学生始终接触最新的技术实践与应用。



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