开源机器人软件扩展了能力、通讯、国际影响力

ROS-Industrial (ROS-I)是由西南研究所(SwRI)建立的开源工业机器人软件框架和工作组。ROS- i扩展了ROS (Robot Operating System，机器人操作系统)，对于希望从工人和技术角度提高工厂效率的制造公司来说，ROS- i正变得越来越普遍。2015年的进展包括通信总线支持的扩展，包括Profinet(一种工业以太网协议)，以及改善机器人在未定义的笛卡尔轨迹上运动的软件，如油漆、磨削和弧焊等过程。目前位于美国和欧洲的ROS-I联盟在2015年取得了很大的进展，并在2016年有更大的计划。

整个2015年，ROS-I在美国和欧洲举办或参加了18场旨在教育公司和员工的活动。特别是欧洲一直是Fraunhofer IPA的主要关注点，该组织领导着ROS-Industrial Consortium Americas在欧洲的姐妹联盟。2015年，该集团在德国和意大利的大学和商业博览会上举行了会议，受到了成长型公司的热烈欢迎。

SwRI的ROS-Industrial Consortium (RIC)美洲项目经理Paul Hvass表示:“欧洲的中小型企业似乎是技术创新的强大驱动力，尤其是在机器人领域，而大型企业则采取更保守的立场。”

Fraunhofer IPA的高级研究科学家Mirko Bordignon提供了两个在欧洲实施ROS-I的不同方式的例子。

“自动引导车辆(agv)由Bär Automation GmbH与Fraunhofer IPA合作开发，部署在汽车制造厂。agv使用ROS-I，能够在没有地面轨道或墙上反射器的情况下自主导航。”“像意大利系统集成商IT+Robotics srl这样的公司，越来越多地使用ROS- i技术为工业自动化组件配备更多功能(例如，可以通过ROS消息本机控制的运动控制器)，并在集成生产线上的不同机器时利用机器人友好的ROS中间件。”

Hvass表示，在美国，大型终端用户一直是ROS-I的最大采用者。系统集成商也表现出越来越大的兴趣，而设备制造商的反应则喜忧参半。“许多都是支持的，”Hvass说，“但一些常用的设备软件接口只有ROS-I用户社区支持;我们将继续寻求设备制造商的第一方支持。”

尽管商界的反应各不相同，但两岸的教育机构都给予了大量支持。德克萨斯大学奥斯汀分校、德克萨斯大学阿灵顿分校和伦斯勒理工学院(RPI)是ROS-I联盟成员，而佐治亚理工学院和意大利理工学院是ROS-I的贡献者。

2016年，ROS-Industrial瞄准了另一个发展迅速的大市场:亚洲。Hvass称:"我们正在寻找有意组建RIC-Asia的各方。"“我们暂定计划在2016年7月召开研讨会，以评估兴趣并发现未报告的ROS-I活动。我们正在寻找一个与SwRI和Fraunhofer类似的组织:独立、应用研发、具有工厂自动化经验和ROS经验。”Hvass补充说，他们已经收到了来自亚洲多方的询问，他们有兴趣将ROS-I联盟扩展到亚洲大陆。

软件开发和升级

2015年更广泛的ROS社区的主要活动之一是开源机器人基金会(OSRF)发布的ROS 2.0核心的alpha版本，这使得ROS核心软件与苹果、Linux和微软Windows兼容，这将使其具有更广泛的基础和覆盖范围。2015年的另一个重大进展是使ROS-Industrial与Profinet兼容。这使得ROS-Industrial与标准以太网功能兼容，并为自动化应用提供了更广泛的应用范围。Hvass表示，这增加了用于工业现场总线的开源ROS项目，包括EtherNet/IP、EtherCAT和CANopen。

Hvass表示:“总的来说，这些项目现在为ROS-Industrial开发人员提供了读取传感器数据和控制现代网络上执行器的多种选择。”

Hvass表示，2016年Profinet项目的未来发展将专注于为标准以太网设备创建接口。“ROS-Industrial将继续扩大这一支持，但我们认为开发者现在应该能够找到支持至少一种现有选项的设备。”

2015年ROS-Industrial的另一个主要发展是笛卡尔，这是一个ROS-Industrial项目，旨在在未定义的笛卡尔轨迹(例如，绘画、磨削和焊接等过程)上执行自动路径规划。笛卡尔设计用于使用所需的笛卡尔路径以及机器人模型来生成机器人关节轨迹，这些轨迹服从给定过程的参数和约束。在应用中，笛卡儿使自动化机器人编程广泛的过程没有明确的人类参与。

赫瓦斯说:“我们为我们的新运动规划师笛卡尔感到非常自豪。”“2015年，笛卡尔发布了alpha版本，用于重工业和航空航天领域的机器人布线和混合(扫描- n- plan应用)。”他补充说，ROS-I开发人员在内存管理方面进行了改进，自2015年初alpha版本发布以来，处理时间缩短了几个数量级。

Hvass说:“虽然它还不是一个实时规划器，但它可以在你起床去喝咖啡之前，用数千个路径点解决复杂的6或7自由度无碰撞轨迹。”

2016:更好的信息传递，3D打印

随着ROS 2.0的alpha版本的发布，Hvass表示ROS- industrial正在寻求采用ROS 2.0以更好地利用新的基于dds的消息传递功能，包括实时通信支持。“我认为ROS 2.0的实时功能将使力和扭矩控制与世界的交互成为可能，这可能使机器人组装任务和协作机器人技术取得快速进展。”

Hvass表示，他们还开始了一项开发机器人3d打印工具的计划，ROS-Industrial希望获得支持和合作，以创建这些开源功能。Hvass承认，这将具有挑战性，因为它需要一些复杂的软件，如过程监控，以优化建成材料的特性，实时路径修正，以应对动态，以及智能规划算法。

ROS-I美洲联盟将于3月在圣安东尼奥举行年度成员会议，欧洲联盟将于6月在斯图加特举行年度会议。ROS-I团队还将出席2016年在芝加哥麦考密克广场举行的两场展览:9月的IMTS 2016和11月的Pack Expo International。

克里斯Vavra， CFE传媒制作编辑，控制工程，cvavra@cfemedia.com．

关键概念

• ROS-Industrial (ROS-I)是一个开源的工业机器人软件框架和工作组，为制造公司寻求从工人和技术的角度提高工厂的效率。
• 该集团还计划扩大在亚洲的业务范围和影响力。亚洲的机器人产业和市场正在不断增长。
• ROS-I还开始了一项开发机器人3D打印工具的计划，并正在寻求支持和合作，以创建这些开源功能。

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