Fragen zu ROS. (Robot Operating System)

[Andre_S]

Hallo Zusammen,

habe da ein paar Fragen zu ROS...
Mir wurde geraten, auf Grund folgender Aufgabe:
Selbstständige Orientierung mit kollisionsfreie Bewegung im unbekannten Raum, mit der Aufgabe ein bestimmtes Objekt zu suchen und im Falle der Ortung dies per Sprachausgabe zu signalisieren.
Mich eher mit ROS zu beschäftigen, statt viel Zeit in eigene Programm-Entwicklung zu stecken.
Bezüglich ROS bin ich allerdings blutiger Anfänger und muss nun für mich entscheiden, ob ich mich die nächsten Monate/Jahre damit auseinandersetze möchte.
Nun bin ich auch mit englisch nicht wirklich gut vertraut, so gesehen helfen mir Videos eher nicht, allerdings schriftliches lesen und erfassen klappt soweit ganz gut, im Notfall wird übersetzt.
Nachdem ich mich erst mal nur grob, also Ansatzweise und nur kurz mit dem Thema beschäftigt habe, bin ich weiterhin unschlüssig ob ich tatsächlich zu ROS wechseln sollte.
Mit den mir bisher empfohlenem Informationen habe ich nicht wirklich den notwendigen Ansatz gefunden. Dort ist zwar gut die Installation, sowie Grundlagen erklärt, auch entsprechende Tools und vor allem viel Simulation und Beispiele mit ROS-konformen Bots, und dies meist auch nicht als komplexes Ganzes. Was ich jetzt völlig vermisse oder überhaupt nicht begriffen habe, da würde mir momentan völlig der Ansatz fehlen. Wie ich nun „meinen“ Bot mit seiner individuellen Hardware integrieren kann und diesen als komplexes System nutze. Ich hätte zum Beispiel keinen Ansatz wie ich meine Sonarsensoren über das ELV I2C-USB Interface ansprechen könnte, um über einen Prozess kontinuierlich die Werte zu ermitteln und entsprechend bereitzustellen (Nodes/Topics)
Online gibt es sicher sehr viel, dies erschlägt mich aber eher als das ich gezielt diese Frage beantwortet finde.
Eventuell kann mir jemand den entscheidenden Anstoß geben und passende Literatur empfehlen.


Gruß André

[JanGunheD]

Hallo André,

also ich persönlich bin von ROS begeistert. Es gibt für fast jede Open-Source Lösung für Einzelprobleme wie Navigation / Orientierung im Raum / Kartografierung des Raums (kurz SLAM) bereits Anbindungen an ROS, auch jede Menge Hardware wird unsterstützt, so dass man sie ansteuern und auch (in gewissem Rahmen) simulieren kann. Große Hersteller wie Robotis (Dynamixel) bieten für ihre Hardware direkt ROS-Komponenten (=Knoten) an.

Es ist allerdings keine Point&Klick Lösung. Zur Simulation seines eigenen Roboters muss man erst mal durch die Simulations-Tutorials durch und dann selbst ran. Es gibt z.B. kein Tool direkt in ROS, mit dem man einen Roboter leicht zusammenklicken könnte. Phobos (https://github.com/rock-simulation/phobos) ist da allerdings eine gute externe Open-Source Lösung, die auf dem freien Open-Source 3D-Tool Blender basiert.

Ohne die englischen Tutorials auf den Webseiten geht allerdings nichts. Aber alles ist frei und Open-Source verfügbar. Es gibt eine sehr große hilfsbereite Community, mit der man allerdings bei Bedarf auch auf Englisch wird in Kontakt treten müssen. Und vor C++ und Linux sollte man keine Angst haben, auch wenn Python als Alternative zu C++ geht.

Aber all das ist in jedem Fall besser, als alles selbst zu entwickeln und mehrere Räder neu zu erfinden. Es ist schon eine große Zeitersparnis.

[Defiant]

Zur Ergänzung: ROS hilft dir nicht bei der Low-Level Anbindung deiner Sensoren und Aktoren, sondern setzt eine Ebene darüber an.

z.B. herausfinden wie du deine Sonarsensoren ausliest musst du selber. Die Anbindung deines Sensors im Anschluss ist dann einfaches Abschreiben des Publisher Tutorials. ROS hilft dir dann die Werte deines Sensors z.B. in einer costmap darzustellen und durch die Hindernisse zu navigieren.

Bevor du also mit ROS anfängst solltest du folgende Aufgaben lösen (Ich vermute mal einen mobilen Roboter):
- Auslesen der Sensoren
- Geschwindigkeitsregelung für den Antrieb
- Herausfinden der Position des Roboters mit Odometrie

[Andre_S]

Hallo Jan,

vielen Dank für Deine Informationen, ich werde mir den Link zu Phobos näher anschauen.
Mal schauen ob ich dies alles erfasse bzw. überblicke und es ein für mich gangbarer Weg ist meinen Bot zu integrieren. Ich bin bereits in einem Artikel über dieses Tool gestolpert hatte es aber nicht weiter beachtet. Vor C++ habe ich jetzt keine Sorgen, auch wenn ich bisher vorwiegend C# nutzte, Linux ist natürlich auch eine Baustelle, da ich damit selten zu tun hatte.
Da Du ebenfalls so überzeugt von den Möglichkeiten bist, darf ich Fragen wie Dein Bot aufgebaut ist bzw. wie dieser ausschaut, welchen Du mit ROS betreibst?

Hallo @Defiant,

auch Dir vielen Dank, ich schaue mir das von Dir verlinkte Tutorials ebenfalls näher an.
Allerdings habe ich mich wohl auch etwas unglücklich ausgedrückt. Mir ist schon klar wie die Hardware meines Bots angesprochen wird, im Prinzip funktioniert der gesamte Bot bereits auch mit eigener Programmierung. Aber mit wechselnden und vor allen Dingen komplexeren Aufgaben ist der Programmieraufwand doch jeweils recht hoch und lässt sich zunehmend nicht mehr so einfach in meiner selbst geschaffenen Umgebung bewältigen. Deshalb die Idee das gesamte Projekt "eventuell" auf ROS umzustellen.


Gruß André

[JanGunheD]

Hallo André,

ja, so eine Umstellung ist immer schmerzlich. Ich hatte auch erst mit einem eigenen Framework angefangen. ROS ist dem, was ich selbst entwickelt hätte, aber so ähnlich und ist dabei ausgereifter und hat die größere Community, dass ich dann doch darauf umgestiegen bin. Das ging erstaunlich schnell und ich hatte auch gleich eine Simulationsumgebung.

Da ich mich mit dem Roboter, den ich da entwickle, selbständig mache, muss ich den noch etwas geheim halten . Nur so viel: Er wird Beine bekommen. Dafür brauche ich viele kräftige Gelenke. Wenn man da am Markt rumsucht, finde ich immer nur viel zu schwache kleine Servos oder gleich Monster-Aktuatoren für 3000€/Stück. Ein günstiges Gelenk (<100€) mit genügend Drehmoment (etwa 9,8 Nm) bei vernünftiger Drehgeschwindigkeit habe ich bisher nicht gefunden. Darum entwickeln wir jetzt als ersten Schritt einen eigenen Aktuator, den wir dann auch verkaufen wollen. Zur Marktforschung mache ich da gerade eine kleine Umfrage. Würde mich freuen, wenn Du da auch mal Deine Anforderungen einträgst, denn vielleicht hast Du ja auch besondere Anforderungen bei Deinem Roboter:

https://goo.gl/forms/nst3xHhdMo9iNQ1B3

(Bzw., wenn jemand so ein Gelenk bereits am Markt kennt, wäre ich auch glücklich, dann könnten wir direkt den verwenden .)

[Defiant]

OK, also Hardware ist unter der Kontrolle, generell empfehle ich folgendes (vermute weiter mobile Roboter):

Unter Setup and Configuration of the Navigation Stack on a Robot wird beschrieben wie man den Navigation Stack von ROS an seinen Roboter ankoppelt. Dies ist aber nur kurz zur Veranschaulichung. Vorher sollten dringend die Tutorials durchgearbeitet werden. Um ein Gefühl dafür zu bekommen was ROS für deinen Roboter leisten kann und wofür der Navigation Stack gut ist könntest du eine Simulation, z.B. vom Turtlebot durchführen.

Es gab vor ein paar Wochen übrigens einen Artikel zu der Frage ROS oder nicht:
http://pulurobotics.fi/blog/pulurobo...t-we-use-ros-7

Was wiederum in der ROS Community aufgegriffe wurde:
https://discourse.ros.org/t/why-dont-we-use-ros/3161
http://www.theconstructsim.com/not-u...otics-product/

Viel Spaß.

[Andre_S]

Hallo Jan,

Okay, dann will ich nicht intensiver nachfragen, zu gegebener Zeit werden wir dies wohl erfahren. Auf jedenfall wünsche ich Dir viel Erfolg bei Deinem Vorhaben.
Ich denke dass außer mir auch noch der eine oder andere Deinen Link besuchen wird um seine gewünschten Anforderungen zu hinterlassen. Ich habe allerdings nur die Punkte ausgefüllt, die für mich relevant sind, einige könnte ich bezüglich meiner Anforderungen gar nicht einschätzen, wie z.B. die dann notwendige Bauform/Größe...


Hallo @Defiant,

auch Dir nochmals vielen Dank, da habe ich nochmals einige Informationen, welche mir sicher auch wieder ein Stück weiter helfen.
Auch der Artikel über ROS ist sicher sehr interessant, habe ihn aber noch nicht durchgelesen,… kommt aber noch, da es ja unmittelbar auch mein Problem darstellt.
Ja natürlich mobiler Roboter. Trage mich schon ein paar Monate mit dem Gedanken meinen Bot Mira (http://home-robotics.de/mira_schema.html) auf ROS umzustellen. Ich habe zwar meine Page nicht mehr weiter aktualisiert, (aber das ist ein anderes Thema) trotz allem am Bot weitergearbeitet. Allerdings bin ich mit der Spracherkennung über Cloud auch nicht recht vorwärts gekommen…


Gruß André

[JanGunheD]

Danke!

[Andre_S]

...
Es gab vor ein paar Wochen übrigens einen Artikel zu der Frage ROS oder nicht:
http://pulurobotics.fi/blog/pulurobo...t-we-use-ros-7

Was wiederum in der ROS Community aufgegriffe wurde:
https://discourse.ros.org/t/why-dont-we-use-ros/3161
http://www.theconstructsim.com/not-u...otics-product/

Viel Spaß.

Hallo @Defiant,

wirklich sehr interessant!
Bin allerdings weiter unsicher ob ROS oder nicht...


Gruß André

[Defiant]

Es kommt darauf an wo du hinwillst. Der Einstieg in ROS ist leider ein kompliziertes Unterfangen. Ich habe etwa zwei Jahre gebraucht nur um die grundlegenden Ideen zu verstehen.

Allerdings wird ROS nicht ohne Grund von vielen (der Mehrheit?) Forschungseinrichtungen und Herstellern in der Robotik verwendet. Der Vorteil ist ganz klar wiederverwendeter Code. Natürlich kann jeder seinen eigenen SLAM-Algorithmus implementieren, aber wozu? Und Programme wie rviz sind für mich zum unverzichtbaren Begleiter geworden.

Meine Meinung: Wer möchte, dass sein Roboter einer Linie folgt wird mit ROS nicht sehr glücklich. Wer möchte, dass sein Roboter in die Küche fährt und dort Bier holen geht ist bei ROS genau richtig aufgehoben.