💗 🐃 📺 ROS2 बनाम ROS1। Ubuntu 18.04 पर ROS2 स्थापित करना 🏯 🎅🏿 🔇

आरओएस (रोबोटिक ऑपरेशन सिस्टम) आत्मविश्वास से रोबोटिक्स के मानकों में एक अग्रणी स्थान रखता है। एक प्रसिद्ध राजनीतिज्ञ के शब्दों में, "न केवल सब कुछ" पहले से ही इसका उपयोग कर रहा है।
इस लेख में, हम ROS विकास के अगले चरण पर एक नज़र डालने की कोशिश करेंगे - ROS2 प्रणाली, अधिक "चिकना" डेवलपर्स के लिए उपयुक्त है। आइए दोनों प्रणालियों की सामान्य शब्दों में तुलना करें और साथ ही साथ Ubuntu 18.04 पर ROS2 स्थापित करें।

* www.theconstructsim.com से छवि
एक थोड़ा पुराना मॉडल बुनियादी पीसी विन्यास - इंटेल NUC (5i5RYK), 4GB रैम, SSD M.2 120Gb के रूप में उपयोग किया जाएगा। एनयूसी का प्रदर्शन आरओएस प्रयोजनों के लिए "आंखों के लिए" पर्याप्त है, लेकिन एकल-बोर्ड कार्ड (रास्पबेरी, ओड्रोइड, जेटसन) को जानबूझकर नहीं माना जाता है, क्योंकि उनमें से प्रत्येक की अपनी विशिष्टताएं हैं। यह माना जाता है कि Ubuntu 18.04 (ROS के साथ उपयोग के लिए अनुशंसित) पहले से स्थापित है।

परिचय।

पिछले एक दशक में, ROS (ROS1) कई बार बढ़ा और बढ़ा है। वर्तमान में,
उनके पास पैकेजों की एक विशाल सूची है, जहां प्रत्येक पैकेज समस्या को आंशिक या
पूर्ण रूप से हल करता है , जो पहिया के आविष्कार की अवधारणा को समाप्त करता है। समुदाय द्वारा बनाए गए पैकेजों ने रोबोटिक्स के लिए पूरी तरह से नए दृष्टिकोण और मौजूदा प्रणालियों के लिए प्रस्तावित बुद्धिमान भरने का निर्माण किया है।

ROS1 की सीमाएं।

इस तथ्य के बावजूद कि ROS1 ने जटिल हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर घटकों के साथ संचार की एक निश्चित स्वतंत्रता दी, अंतिम उत्पाद में ROS1 के उपयोग से जुड़ी कुछ कठिनाइयां हैं। विषम रोबोटों (मोबाइल रोबोट, रोबोट मैनिपुलेटर्स, और इसी तरह) का एक पूरा बेड़ा होने पर ये कठिनाइयाँ सामने आने लगती हैं।
ROS1 की स्थापत्य सीमाओं के कारण उनके बीच संबंध स्थापित करना काफी कठिन है।
पहली सीमा यह है कि ROS1 मल्टीमास्टर अवधारणा का समर्थन नहीं करता है।
ROS1 की दूसरी सीमा यह है कि इस तथ्य के बावजूद कि नोड्स समस्याओं के बिना एक-दूसरे के साथ संवाद कर सकते हैं, इस संचार में कोई सुरक्षित तरीका नहीं है। जो भी मास्टर (मास्टर-नोड) से जुड़ने की क्षमता रखता है वह विषयों तक पहुंच सकता है और फिर उनका शोषण या संशोधन कर सकता है। इसलिए, ROS1 का मुख्य उद्देश्य वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए अवधारणा या प्रोटोटाइप का परीक्षण करना है।
और तीसरा, शायद ROS1 की मुख्य सीमा यह है कि यह प्रणाली एक वास्तविक समय प्रणाली नहीं है। इससे डेटा प्राप्त करने में देरी होती है और उनका नुकसान होता है।
उपरोक्त सभी नुकसान ROS2 के निर्माण को धक्का दिया।

ROS2 के क्या लाभ हैं?

- आपको सिस्टम घटकों (नोड्स) के बीच सुरक्षित कनेक्शन स्थापित करने की अनुमति देता है
- इंटरैक्शन वास्तविक समय है
- एक नेटवर्क में कई रोबोटों का कनेक्शन सरल है
- नोड्स के बीच संचार की गुणवत्ता में सुधार होता है
- आरओएस आर्किटेक्चर स्तर सीधे हार्डवेयर पर लागू
किया जाता है - नवीनतम संकुल का उपयोग किया जाता है अपडेट (ROS1 को अक्सर अपडेट नहीं किया जाता है)।

ROS2 उद्योग मानक का अनुसरण करता है और तथाकथित DDS (डेटा डिस्ट्रिब्यूटेड सर्विसेज) अवधारणा के माध्यम से वास्तविक समय की बातचीत को कार्यान्वित करता है।

ROS2 संस्करण

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ROS2 का पहला आधिकारिक स्थिर संस्करण दिसंबर 2017 में जारी किया गया था। वितरण का नाम "अर्देंट एपेलोन" था। फिर जून 2018 में "बाउंसी बोलसन" नाम से एक रिलीज़ हुई। क्रिस्टल क्लीमीज़ दिसंबर 2018 में दिखाई दिया। मई 2019 में डैशिंग डियाडेमाटा (वर्तमान संस्करण)। जैसा कि आप देख सकते हैं, वितरण काफी हंसमुख रूप से अपडेट किए जाते हैं, और, उम्मीद है, वर्णमाला पहली बार के लिए पर्याप्त है।

ओएस का समर्थन

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ROS2 समर्थन करता है (यदि हम आधिकारिक समर्थन के बारे में बात करते हैं) लिनक्स, विंडोज, मैकओएस, और रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम (आरटीओएस) ओएस परतें, ROS1 केवल लिनक्स और मैकओएस।
अधिक विस्तृत OS समर्थन:

तो आपको ROS2 की आवश्यकता क्यों है?

ROS2 ROS1 के समान ऑपरेटिंग सिद्धांतों का उपयोग करता है। वहीं, ROS2 ROS1 का हिस्सा नहीं है। ROS2 को नए निर्भरता और उपकरणों का उपयोग करके अपने साथी की सीमाओं पर कदम रखने के लिए बनाया गया था।
ROS1 के विपरीत, जिसका स्टैक C ++ में लिखा है, और C ++ और पाइथन में क्लाइंट लाइब्रेरीज़, ROS-2 भी C भाषा में लिखा गया है। C में लिखा गया एक स्वतंत्र स्तर पेश किया गया है जो ROS2 क्लाइंट लाइब्रेरियों जैसे rclcpp, rclpy, और के साथ इंटरैक्ट करता है। rcljava।

ROS2 बेहतर नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन और विश्वसनीय कनेक्शन को लागू करता है।
ROS2 अब नोडलेट्स (http://wiki.ros.org/nodelet) की अवधारणा का भी उपयोग नहीं करता है और एक ही समय में कई नोड्स को शुरू करने की क्षमता का समर्थन करता है (मल्टीनोड आरंभीकरण)। ROS1 के विपरीत, ROS2 की एक अन्य विशिष्ट विशेषता नोड की स्थिति को ट्रैक करने और संदेश प्राप्त करने की क्षमता है यदि नोड या विषय को जोड़ा या हटा दिया गया है। इसका उपयोग फॉल्ट टॉलरेंट सिस्टम बनाने के लिए किया जा सकता है।

ROS1 की तुलना में ROS2 में हुए परिवर्तन:

ROS2 स्थापित करें

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इसलिए, हम उबंटू 18.04 पर डैशिंग डाइडेमाटाटा (डैशिंग) के वर्तमान वितरण के स्रोतों से स्थापित होंगे

पर्यावरण स्थापित करें।

$ sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
$ sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
$ export LANG=en_US.UTF-8

ROS2 रिपॉजिटरी जोड़ें।

$ sudo apt update && sudo apt install curl gnupg2 lsb-release
$ curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc |
sudo apt-key add -
$ sudo sh -c 'echo "deb [arch=amd64,arm64] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'

ROS डेवलपर टूल इंस्टॉल करें।

$ sudo apt update && sudo apt install -y build-essential cmake git
python3-colcon-common-extensions python3-lark-parser python3-pip
python-rosdep python3-vcstool wget
$ python3 -m pip install -U argcomplete flake8 flake8-blind-except
flake8-builtins flake8-class-newline flake8-comprehensions flake8-
deprecated flake8-docstrings flake8-import-order flake8-quotes
pytest-repeat pytest-rerunfailures pytest pytest-cov pytest-runner
setuptools
$ sudo apt install --no-install-recommends -y libasio-dev libtinyxml2-dev

कार्यक्षेत्र ROS2 बनाएँ।

$ mkdir -p ~/ros2_ws/src
$ cd ~/ros2_ws
$ wget https://raw.githubusercontent.com/ros2/ros2/release-latest/ros2.repos
$ vcs import src < ros2.repos

इसमें थोड़ा वक्त लगेगा।

Rosdep का उपयोग करके निर्भरताएँ स्थापित करें।

$ sudo rosdep init
$ rosdep update
$ rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro dashing -y --skip-keys "console_bridge fastcdr fastrtps libopensplice67 libopensplice69
rti-connext-dds-5.3.1 urdfdom_headers"

यदि सबकुछ ठीक हो गया और टर्मिनल में "सभी आवश्यक रस्सियों को सफलतापूर्वक स्थापित किया गया" प्रविष्टि दिखाई देती है, तो आप अगले चरण पर आगे बढ़ सकते हैं।

हम कोड इकट्ठा करते हैं, कॉलकॉन स्थापित करते हैं।

ROS1 में, कैटकिन टूल का उपयोग करके पैकेज एकत्र किए गए थे। ROS2 कॉलकॉन का उपयोग करता है (एक उपयोगिता जिसमें कैटकिन_मेक, कैटकिन_मेक_इसोलेटेड, कैटकिन_टूल और एनमेंट_टूल शामिल हैं)। colcon दोनों ROS1 पैकेट और ROS2 पैकेट एकत्र कर सकते हैं। अंतिम आदेश के बाद, आप सुरक्षित रूप से चाय पीने जा सकते हैं, क्योंकि स्थापना में लगभग एक घंटा लग सकता है। इसके सफल होने पर, टर्मिनल में सफल स्थापना के बारे में निम्नलिखित जानकारी दिखाई देगी:

$ sudo apt install python3-colcon-common-extensions
$ cd ~/ros2_ws/
$ colcon build --symlink-install

ROS2 (पर्यावरण) के लिए वातावरण की स्थापना।

लॉन्ग कमांड 'सोर्स ~ / ros2_ws / install / local_setup.bash' में दर्ज करने के लिए हर बार टर्मिनल में आरओएस शुरू करने के लिए, bashrc में उपनाम जोड़ें:
$ sudo gedit ~/.bashrc

अगला, फाइल के अंत में लाइन जोड़ें: फाइल को
alias initros2='source ~/ros2_ws/install/local_setup.bash

सेव करें, बाहर निकलें और इसे कमांड से दोबारा पढ़ें (इसलिए ऐसा न करें रिबूट प्रणाली):
$ source ~/.bashrc

ROS2 के संचालन की जाँच करें।

पहला टर्मिनल: ये कमांड टॉकिंग नोड शुरू करते हैं। दूसरा टर्मिनल: यहां, क्रमशः, "सुनने" नोड लॉन्च किया गया है। नेत्रहीन, दोनों नोड्स कुछ इस तरह दिखते हैं: आप तीसरे टर्मिनल में नोड्स द्वारा उत्पन्न विषयों को भी देख सकते हैं: संक्षेप में प्रस्तुत करना। ROS2 की तुलना में ROS2 की समीक्षा की गई थी, Ubuntu 18.04 पर ROS2 (डैशिंग डायडेमाटा (डैशिंग)) के लिए इंस्टॉलेशन प्रक्रिया का प्रदर्शन किया गया था।

$ initros2
$ ros2 run demo_nodes_cpp talker

$ initros2
$ ros2 run demo_nodes_py listener

ROS2 बनाम ROS1। Ubuntu 18.04 पर ROS2 स्थापित करना