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Der Bratwurst-Bot des FZI wurde mit ROS umgesetzt.
Der Bratwurst-Bot des FZI wurde mit ROS umgesetzt. (Bild: FZI)

Was macht ROS besonders?

In ROS werden Datentypen für Koordinatensysteme im Raum, Videobilder und vieles mehr definiert, die quasi von allen Entwicklern genutzt werden. Es schränkt nicht ein und erlaubt es auch, eigene Datentypen zu definieren, zwingt den Entwickler aber, eine Beschreibung des Datentyps zu hinterlegen, die den Code für andere besser nachvollziehbar macht.

ROS ist ein sehr modulares Softwareframework, in dem Funktionen, Hardware-Interfaces und anderes in verschiedene Module aufgetrennt werden. Diese ROS-Module können sogar auf verschiedenen PCs oder Robotern ausgeführt werden und kommunizieren über ein Netzwerk miteinander. Die ROS-interne Kommunikation ist sehr robust und effizient - eine der großen Stärken von ROS.

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Entwicklung in Monaten statt Jahren

Durch die einheitlichen Datentypen und die Netzwerk-basierte Kommunikation können auch in internationalen Forschungsprojekten schnell und einfach verschiedene, komplexe Softwareteile zusammengesteckt werden.

  • Einsatz von ROS bei den European Robotics Challenges für komplexe Montagevorgänge in der Automobil-Branche (Bild: FZI)
  • Sechsbeiniger Laufroboter Lauron V: Durch ROS konnten schnell komplexe, neue Fähigkeiten wie z. B. die visuelle Odometrie in das bestehende Softwaresystem integriert werden. (Bild: FZI)
  • Fanuc-Industrieroboter auf der Automatica 2016 mit ROS (Bild: FZI)
  • Der Service-Roboter Bratwurst-Bot des FZI wurde auch mit ROS umgesetzt. (Bild: FZI)
Sechsbeiniger Laufroboter Lauron V: Durch ROS konnten schnell komplexe, neue Fähigkeiten wie z. B. die visuelle Odometrie in das bestehende Softwaresystem integriert werden. (Bild: FZI)


Ein konkretes Beispiel für die deutlich vereinfachte Integration ist der Laufroboter Lauron V, der seit vielen Jahren am FZI Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe entwickelt wird. Während dieser für seine komplexe, verhaltensbasierte Steuerung des Laufens weiterhin ein eigenes C++-Framework einsetzt, wurden die kognitiven Fähigkeiten von vornherein in ROS realisiert.

Durch verfügbare Pakete wie etwa eine visuelle Odometrie zur Geschwindigkeitsbestimmung, Kalman-Filter zur Fusion verschiedener Sensordaten sowie eine Reihe von Werkzeugen zur Verarbeitung von Laserscanner-Daten und Punktwolken konnte ein komplexes System zur robusten Lokalisierung des Roboters auf einer Mars-ähnlichen Oberfläche in wenigen Monaten entwickelt werden. Die Neuentwicklung eines solch komplexen Systems würde alternativ mehrere Entwicklerjahre in Anspruch nehmen.

Auch der Bratwurst-Bot des FZI wurde mit ROS umgesetzt. Er grillt selbstständig auf Bestellung Würstchen und legt sie auf den Teller.

Auch Mini-PCs unterstützen ROS

Mittlerweile gibt es eine ganze Reihe von Systemen und Robotern kommerziell am Markt, die direkt ROS-Schnittstellen anbieten und einfach zusammen mit eigener oder verfügbarer ROS-Software genutzt werden können, darunter der humanoide Roboter REEM-C von PAL, der Kraft-Momenten-Sensor FT 150 von Robotiq und das Unmanned Ground Vehicle Husky von Clearpath.

Auch Embedded-Mini-PCs wie der Rasberry Pi unterstützen ROS durch eigene Software-Images mit einem vorinstallierten ROS und werden intensiv in der Robotik eingesetzt.

Diese Plattformunabhängigkeit ist eine weitere Stärke von ROS. Die Entwickler sind zudem nicht auf eine Programmiersprache festgelegt, sondern können aus einer ganzen Reihe von Sprachen wählen. Am weitesten verbreitet sind aktuell C++, Python und Java. Standardtools wie RVIZ oder rqt bieten zudem einen großen Mehrwert, wenn es um die Darstellung von Ergebnissen oder dem Debugging geht.

Mit den aktuell über 2.600 verfügbaren ROS-Paketen und den knapp 370 aktiven (1.031 insgesamt) Entwicklern bietet ROS nahezu für jede robotische Anwendung zumindest Teil-Lösungen. Die sehr aktive Community unterstützt ROS-Entwickler über ein ROS-Wiki und ROS Answers durch aktiven Support bei zahlreichen Problemen. Erscheint neue für die Robotik relevante Hardware auf dem Markt, wie beispielsweise eine Kinect-2-Kamera, gibt es bereits wenige Tage später entsprechende ROS-Treiber, die von jedem genutzt werden können.

 Robot Operating System: Was Bratwurst-Bot und autonome Autos gemeinsam habenWoher kommt ROS eigentlich? 

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zZz 03. Dez 2016

Respekt. In dem Alter, in dem sich die meisten Menschen derart trotzig verhalten, können...

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zZz 03. Dez 2016

Solange es nur der Name ist. Man muss ja schon froh sein, dass sich da was etabliert hat...

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Eheran 03. Dez 2016

Stirbt denn die See, wenn man in sie sticht?

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morob65 02. Dez 2016

für mich ist ros zu gross und sperrig, ich löse die probleme lieber in python.

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