ROS NEDİR? GÜNÜMÜZDEN ÖRNEKLER VE KULLANIM ALANLARI - ASELSAN

ROS NEDİR? GÜNÜMÜZDEN ÖRNEKLER VE KULLANIM ALANLARI

28 Eylül 2022

ROS NEDİR? GÜNÜMÜZDEN ÖRNEKLER VE KULLANIM ALANLARI

ROS (Robot Operating System, Robot İşletim Sistemi), 2007 yılında Willow Garage firması tarafından Stanford Üniversitesi Yapay Zekâ Laboratuvarında yapılan çalışmaların sonucunda oluşturulan bir robotik yazılım platformudur. Farklı bir deyiş ile robotlar için açık kaynaklı bir meta-işletim sistemi olarak tanımlanan ROS, temelde bir işletim sisteminden beklenilen donanım katmanının soyutlanması, donanım seviyesindeki cihazların kontrolü, sık kullanılan fonksiyonalitenin hazır biçimde kodlanması, işlemler arasındaki mesajlaşmanın sağlanması ve paket yönetimi konularını robot sistemleri için gerçekleştirmesi nedeniyle robot işletim sistemi olarak adlandırılmıştır.

ROS robotik yazılım platformunu diğer platformlardan ayıran bazı temel amaçları bulunmaktadır. Bunlar:

• Robotik araştırma ve geliştirme çalışmalarında kullanılan kodların tekrar kullanılabilirliğini, açık kaynak paylaşımını ve birlikte çalışabilirliği artırmak, geliştirmek.

• Yazılım platformu olarak olabilecek en az düzeyde kullanıcı kodlarını etkilemek, yazılım çerçevesi katmanının ince olması. Yazılan kodların diğer robotik platformla da entegre edilebilmesi.

• ROS bağımsızlığın artırılması amacıyla iyi ve açık tanımlanmış kod arayüzleri. Yazılım platformunun, ROS agnostik olarak geliştirilmesi.

• Programlama dili bağımsız olarak geliştirmeye açık olması. Modern programlama dilleri ile geliştirilebilmesi (Python, C++, Lisp vb.)

• Ölçeklenebilir olması. ROS’un her boyuttaki sistem ve geliştirme süreçlerine uygun olabilmesi.

Şeklinde açıklanmış ve bu yönde 2007 yılında bu yana açık kaynak topluluklarının desteği ile günümüzde robotik sistemler için bir standart haline gelmiştir.

ROS NASIL ÇALIŞIR?

ROS yazılım platformu, içerisindeki süreçlerin birbirlerine esnek bağlı (loosely coupled) olduğu, bu işlemlere düğüm (node) adı verildiği ve her düğümün sadece bir işten sorumlu olacağı şeklinde tasarlanmıştır.

Düğümler birbirleri ile konu (topic) adı verilen dijital kanallar ile haberleşebilir. ROS haberleşme sisteminde, duyurma/yayınlama-abone olma (publish-subscribe) sistem modeli kullanılmaktadır. Konulara abone olan ve yayın yapan düğümler arasında veri alışverişinin sağlanabilmesi için ise sistem dizaynı gereği bir ana (master) düğüm sistem tarafından oluşturulmaktadır ve bu düğüm ROS sistemindeki düğümleri adlandırma ve kayıt hizmeti sağlamaktadır. Düğümlerin sistem üzerindeki bağlantılarının sağlanması için ise ROS içerisinde TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) kullanılmaktadır.

ROS 2 VE DDS

ROS’un 2007 yılında tasarlanan mimarisinin günümüz robotik topluluğu ve ihtiyaçlarının değişmesinden kaynaklı olarak, yeni bir ROS versiyonu ROS2, günümüz standartlarına uygun teknolojiler ve kullanım alanlarına uygun olacak biçimde 2015 yılında yayınlanmıştır.

ROS1’in oluşturulduğu tarihten bu yana temel karakteristiği aşağıdaki gibi olmuştur:

• Tekil robot

• İş istasyonları/bilgisayarlar robot üzerinde

• Gerçek zaman gereksinimlerinin bulunmaması

• Mükemmel ağ bağlantısı (kablolu veya yakın, yüksek bant genişlikli kablosuz ağ)

• Ağırlıklı olarak akademik çalışmalar

• Maksimum yazılım/kod esnekliği

Günümüzde ise özellikle robotik topluluğunun ihtiyaçları aşağıdaki maddeler şekline bürünmüştür:

• Çoklu robotlar

• Küçük ve gömülü bilgisayar platformları

• Gerçek zamanlı sistemler

• İdeal olmayan ağlar (ağ içerisinde gecikme ve/veya kayıplar, zayıf kablosuz bağlantılar)

• Yazılımın seri üretimde kullanılması

• Kod esnekliğinin sağlanması

Değişen ihtiyaçların yeni teknolojiler ile birlikte karşılanabilmesi ve bunun yapılırken mevcut sistemlerin çalışmaya devam edebilmesi amacıyla ROS1 değiştirilmeden ROS2 adındaki yeni bir versiyon DDS (Data Distribution Service, Veri Dağıtım Servisi) sisteminin üzerine oluşturulmuştur.

Aşağıdaki görselde genel haberleşme yapısını görebilirsiniz:

UZAYDA ROS

ROS, artık günümüzde uzay da dahil olmak üzere sayısız alanda kullanılmakta ve özellikle uzay alanındaki çalışmalar, ROS’un bu denli kritik ve yüksek bütçeli çalışmalarda dahi kullanılabiliyor olması diğer çalışmalara örnek olması açısında oldukça fazla önem teşkil etmektedir.








• 2013 yılında NASA Intelligent Robotics Group (NASA Akıllı Robotik Grubu) direktörü Terry Fong’un “ROS in Space” isimli sunumu ile kamuoyuna açıklanan çalışmalarda ROS1’in uzay istasyonu testleri çalışmalarında kullanıldığı bilgisi yer almıştır.

• Günümüzde ise NASA’nın Uluslararası Uzay İstasyonunda (ISS) kullandığı Astrobee isimli yardımcı robotların yazılımlarını açık kaynak olarak (https://github.com/nasa/astrobee) paylaştığı ve altyapı olarak bu robotlarda ROS kullanıldığı görülmüştür.

• RosWorld 2021 konferansında ise NASA Johnson Space Center, Robotik Sistemler Teknolojileri Lideri Kimberly Hambuchen’in sunumunda NASA’nın “Space ROS” ismini verdiği uzay-nitelikli ROS platformu üzerine çalışıldığı paylaşılmıştır.

En Yeniler
31 Mart 2023

YÜKSEK HIZLI X-BANT VERİCİ BİRİMİ

24 Mart 2023

ASELSAN VE UZAY

03 Mart 2023

HER ORTAMDA UYDU HABERLEŞMESİ

27 Ocak 2023

ASELSAN AVİYONİK SİSTEMLERİ: YENİ NESİL AVİYONİK MODÜLER MİMARİLER

21 Ocak 2023

UYDU ÇALIŞMALARI: UYDU HABERLEŞMESİNDE STABİLİZE ANTENLER

14 Ocak 2023

AVİYONİK YAZILIM GELİŞTİRME

#ASELSAN takip edin

Aselsan Takip Et
Aselsan Aselsan

ASELSAN uluslararası bir müşterisi ile savunma sistemlerini kapsayan ve toplam bedeli 74.557.000 $ tutarında bir yurt dışı satış sözleşmesi imzalamıştır.

Aselsan Takip Et
Aselsan Aselsan

Milli başarıları kamuoyuna en tarafsız şekilde yansıtanlar başta olmak üzere, en zorlu şartlarda dahi görevini yapan tüm gazetecilerin Çalışan Gazeteciler Gününü kutlarız.

Aselsan Takip Et
Aselsan Aselsan

ASELSAN, zırhlı araçlar üzerindeki inovatif yeni nesil çözümlerini IAV Konferansı’nda sunuyor.                          📍 London, UK 🗓️ 23.- 26.01.2023

Aselsan Takip Et
Aselsan Aselsan

6. Çevre Resim Yarışmamız “Net Sıfır Emisyon Hedefimizle Yeşil Geleceğime Yolculuk” teması ile tüm lise öğrencilerinin katılımına açık bir şekilde başladı.

Aselsan Takip Et
Aselsan Aselsan

En zorlu ortam olan uzay için, en ileri teknolojiler ve "ince mühendislik" şart! Mühendisimiz uzay ve uydu sistemlerindeki "İnce Mühendisliği" sizler için anlatıyor.