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Comprensión de ROS: cómo comenzar con el sistema operativo robótico para principiantes

¿Qué es ROS?

ROS (Robot Operating System) es un marco diseñado para construir sistemas robóticos. No es un sistema operativo real en el sentido tradicional, sino un metasistema operativo que se ejecuta sobre un sistema operativo host (como Linux). 

Proporciona una capa de middleware que abstrae el hardware y ofrece un conjunto de servicios, herramientas y bibliotecas para facilitar el desarrollo de software de robots.

¿Cuáles son los componentes clave de ROS?

El marco ROS se compone de varios componentes, que incluyen:

  • Núcleo ROS es el componente central que proporciona servicios esenciales para la comunicación entre los nodos ROS en un sistema distribuido, como el paso de mensajes, la gestión de parámetros y la asignación de nombres.
  • Nodos ROS son programas individuales que se comunican entre sí a través de ROS Core utilizando un sistema de mensajería de publicación y suscripción.
  • Temas de ROS permitir la comunicación entre los nodos ROS. Son buses con nombre a través de los cuales los nodos intercambian mensajes. Un nodo puede publicar mensajes sobre un tema y cualquier nodo interesado puede suscribirse a ese tema para recibir los mensajes. Los temas siguen un patrón de mensajería de publicación-suscripción, lo que permite una comunicación asíncrona.
  • Mensajes ROS son las estructuras de datos utilizadas para la comunicación entre los nodos ROS y definen la información intercambiada sobre un tema.
  • Servicios ROS proporcionar una forma para que los nodos envíen solicitudes y reciban respuestas. Utilizan un patrón de solicitud-respuesta, lo que garantiza un intercambio directo de mensajes. Un nodo puede ofrecer un servicio, especificando un tipo de servicio que define los formatos de los mensajes de solicitud y respuesta. Luego, otros nodos pueden llamar al servicio para realizar solicitudes y recibir respuestas.
  • Archivos de lanzamiento de ROS simplificar el proceso de iniciar múltiples nodos y configurar sus parámetros. Un archivo de lanzamiento es un archivo XML que describe los nodos a ejecutar, sus parámetros y las conexiones entre ellos. Mediante el uso de archivos de inicio, puede iniciar varios nodos con un solo comando, lo que facilita la gestión de sistemas robóticos complejos.

En el contexto de ROS, el receptores RTK puede tratarse como un nodo ROS y puede comunicarse con otros nodos en un sistema ROS utilizando temas, mensajes y servicios ROS.

¿Qué plataforma elegir para ROS Core?

ROS Core puede ejecutarse en una PC, una computadora portátil, una computadora o una variedad de plataformas integradas: NVIDIA Jetson, Raspberry Pi, BeagleBone, Intel NUC, Odroid, etc.

La elección entre ellos para ejecutar ROS depende de varios factores, que se enumeran a continuación. Aquí hay algunas recomendaciones para ayudarlo a elegir entre ellos para ejecutar ROS Core:

  • Requisitos computacionales: Si su aplicación de robótica requiere computación de alto rendimiento, NVIDIA Jetson o una PC pueden ser la mejor opción. Ambos ofrecen CPU y GPU de alto rendimiento, que son ideales para tareas informáticas intensivas, como la visión por computadora y el aprendizaje automático.
  • Consumo de energía: si su aplicación de robótica funciona con batería o requiere un bajo consumo de energía, Raspberry Pi o NVIDIA Jetson pueden ser la mejor opción. Ambos ofrecen opciones de bajo consumo de energía y Raspberry Pi es conocido por su eficiencia energética.
  • Cost: Si el costo es un factor importante, entonces Raspberry Pi es la opción más rentable y se usa ampliamente para proyectos de creación de prototipos y pasatiempos. NVIDIA Jetson y PC son opciones más caras, pero ofrecen capacidades informáticas más potentes.
  • Factor de forma: NVIDIA Jetson o Raspberry Pi son las plataformas más compactas y ligeras. Ambos ofrecen factores de forma pequeños y son adecuados para construir sistemas robóticos compactos.

Entonces, elige Frambuesa Pi si necesita una opción rentable (aprender como conectar simpleRTK2BPlacas /3B a una Raspberry Pi) o Supersónico de NVIDIA si las capacidades informáticas son más importantes (consulte el paso a paso) tutorial cómo conectar el receptor RTK a NVIDIA Jetson).

¿Qué entorno de desarrollo elegir para ROS?

Los entornos de desarrollo más utilizados son Ubuntu, ROS Development Studio (ROSDS), Visual Studio Code, Eclipse, CLion, etc.

Ubuntu es un sistema operativo bien soportado y ampliamente utilizado con una gran comunidad de usuarios que contribuyen al desarrollo y soporte de ROS.

ROS en sí está desarrollado y probado principalmente en Ubuntu, lo que significa que está optimizado para esta plataforma y la mayoría de los paquetes y bibliotecas de ROS están disponibles como paquetes prediseñados para Ubuntu. Solo recuerda eso:

¿Qué receptores y antenas RTK son adecuados para su uso en ROS?

Todos ArduSimple receptores RTK y antenas son compatibles con ROS.

Al elegir determinados receptores RTK y antenas, tenga en cuenta los requisitos de su aplicación, como la precisión de posicionamiento, las opciones de conectividad y los factores ambientales, para seleccionar el equipo más adecuado.

Si es nuevo en RTK, hemos preparado un sencillo asistente RTK para ayudarlo a encontrar un conjunto de productos que podría necesitar para usarlos en ROS. 

Para acelerar su integración de datos GPS en su proyecto ROS, hemos preparado Tutoría como usar ArduSimple productos en ROS.

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