ROS (Robot Operating System)/ROS Industrial

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ROS (Robot Operating System)/ROS Industrial
Fundamentos de Robótica
Campinas
2019
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	2
2. OBJETIVOS	2
3. ROS (ROBOT OPERATING SYSTEM)	2
3.1 CARACTERÍSTICAS	2
3.2 EXEMPLO DE USO	3
4. ROS INDUSTRIAL	3
4.1 CARACTERÍSTICAS	4
4.2 QUAIS PROBLEMAS O ROS INDUSTRIAL RESOLVE?	4
5. DIFERENÇA DO ROS INDUSTRIAL E ROS	5
6. BIBLIOGRAFIAS	5
1. INTRODUÇÃO
Sistemas robóticos são largamente utilizados na indústria com o intuito de tornar os sistemas de produção mais robustos e flexíveis. Além disso, robôs tem sido aplicados com sucesso em diversas áreas nos últimos anos. Considerando a importância da robótica nos dias atuais, a formação de profissionais capacitados a atuarem nessa área e de suma importância para o desenvolvimento econômico e social da nação. Além disto, por se tratar de uma área multidisciplinar, seu ensino se torna mais efetivo quando os conceitos teóricos são associados à prática.
2. OBJETIVOS
Apresentar o que é ROS (ROBOT OPERATING SYSTEM) e ROS INDUSTRIAL, suas finalidades, características, exemplos de uso e suas diferenças.
3. ROS (ROBOT OPERATING SYSTEM)
O ROS (Robot Operating System) é um meta sistema operacional de código aberto para o desenvolvimento de aplicações robóticas. Esse ambiente consiste em uma coleção de ferramentas, bibliotecas e convenções utilizadas para criar sistemas robóticos complexos e robustos para uma grande variedade de plataformas robóticas. Esse software oferece funcionalidades de um sistema operacional, como abstração de hardware, controle de dispositivos a baixo nível, troca de mensagens entre processos e gerenciamento de pacotes. Os programas/processos são chamados de nós, podendo ser programados em C++ ou Python. Um sistema robótico é composto geralmente por vários nós, sendo que a estrutura modular do ROS permite a execução destes de forma paralela, comunicando entre si através de mensagens em estruturas conhecidas como tópicos. Quando comparado a outras plataformas, o ROS se destaca por apresentar um elevado número de componentes e por suportar o maior número de robôs, além de contar com uma ampla e crescente comunidade de usuários contribuindo para a sua expansão e usufrui de uma de suas maiores vantagens, que é o compartilhamento e o reuso de códigos. 
3.1 CARACTERÍSTICAS 
O ROS possui as seguintes características: 
· Processo Distribuído: Ele é programado na forma de unidades mínimas de executáveis processos (nós), e cada processo é executado de forma independente e troca dados de forma sistemática;
· Gerenciamento de pacotes: Múltiplos processos com o mesmo propósito são gerenciados como pacote de modo que seja fácil de usar e desenvolver, bem como conveniente compartilhar, modificar e redistribuir;
· Repositório público: Cada pacote é tornado público para o público-alvo preferido do desenvolvedor e especifica sua licença;
· API (Application Programming Interface): Ao desenvolver um programa que usa o ROS, ele é projetado para simplesmente chamar uma API e inseri-lo facilmente no código em uso. No código fonte introduzido em cada capítulo, você vai ver que a programação ROS não é muito diferente do C ++ e Python;
· Suporta várias linguagens de programação: O programa ROS fornece uma biblioteca cliente para suportar várias linguagens de programação. A biblioteca pode ser importada na programação de linguagens que são populares no campo da robótica, como Python, C ++ e Lisp, bem como linguagens como JAVA, C#, Lua e Ruby. Em outras palavras, você pode desenvolver um programa ROS usando uma linguagem de programação preferida.
	Essas características do ROS permitiram que os usuários estabelecessem um ambiente onde é possível colaborar no desenvolvimento de software robótico em nível global. 
3.2 EXEMPLO DE USO
Por exemplo, um laboratório pode ter especialistas em mapear ambientes internos e contribuir com um sistema de classe mundial para produzir mapas. Outro grupo pode ter especialistas em usar mapas para navegar e, no entanto, outro grupo pode ter descoberto uma abordagem de visão computacional que funciona bem para reconhecer objetos pequenos na desordem. O ROS foi projetado especificamente para grupos como esses para colaborar e desenvolver o trabalho uns dos outros.
4. ROS INDUSTRIAL
O ROS Industrial é um projeto de código aberto que amplia os recursos avançados do ROS para automação de fabricação e robótica. O repositório ROS Industrial inclui interfaces para manipuladores industriais comuns, garras, sensores e redes de dispositivos. Ele também fornece bibliotecas de software para calibração automática de sensor 2D / 3D , planejamento de caminho / movimento de processo , aplicativos como o Scan-N-Plan , ferramentas de desenvolvedor como o Qt Creator ROS Plugin e currículo de treinamento específico para as necessidades dos fabricantes. O ROS Industrial é apoiado por um consórcio internacional de membros da indústria e de pesquisa. 
4.1 CARACTERÍSTICAS 
· Fornece um local único para o software ROS relacionado à fabricação;
· Esforçando-se pela robustez e confiabilidade do software que atende às necessidades de aplicações industriais;
· Combina as forças relativas do ROS e da tecnologia existente, combinando a funcionalidade de alto nível do ROS com a confiabilidade e a segurança de baixo nível de um controlador de robô industrial, em vez de substituir qualquer tecnologia por completo;
· Estimula o desenvolvimento de software independente de hardware, padronizando interfaces;
· Fornece um caminho "fácil" para aplicar pesquisa de ponta a aplicativos industriais usando uma arquitetura ROS comum;
· Fornece interfaces de programação de aplicativos simples, fáceis de usar e bem documentadas.
4.2 QUAIS PROBLEMAS O ROS INDUSTRIAL RESOLVE? 
O ROS Industrial resolve muitos problemas e isso aumentou o crescimento do uso de robôs industriais em novas áreas de aplicação:
· Isso torna a automação interoperável. Manipuladores, efetores, sistemas de percepção / sensores, plataformas de mobilidade e periféricos podem falar uma única língua (mensagens ROS) e interoperar independentemente das marcas OEM ou do barramento de comunicação;
· Ele fornece recursos avançados como bibliotecas modulares encapsuladas gratuitamente (como o ROS), para que a melhor tecnologia possa ser disseminada sem a impedância de bloqueio, retreinamento ou etiqueta de preço do fornecedor;
· Ele fornece supervisão e estrutura para o desenvolvimento de software de automação de código aberto. O código incluído no projeto é revisado e avaliado automaticamente quanto a métricas de qualidade;
· Ele fornece um canal para a pesquisa acadêmica ser examinada e rapidamente implementada dentro da indústria.
5. DIFERENÇA DO ROS INDUSTRIAL E ROS
O ROS Industrial baseia-se no ROS, adicionando formatos de descrição de robô unificado (URDFs), bibliotecas de interface (drivers) e recursos (pacotes) úteis para a automação de fabricação. O ROS Industrial conta com o núcleo ROS e é totalmente compatível com “todas as coisas ROS”. Além da interoperabilidade industrial, o ROS Industrial se concentra na qualidade e confiabilidade do código, porque esses aspectos são importantes para o mundo da automação de fabricação. 
6. BIBLIOGRAFIAS
1. Foundation, O. S. R. (2018). Ros - powering the world’s robots. URL: http://www.ros.org/ 
2. O’Kane, J. M. (2013). A gentle introduction to ROS.
3. Quigley, M., Conley, K., Gerkey, B., Faust, J., Foote, T., Leibs, J., Wheeler, R. e Ng, A. Y. (2009).
4. Ros: an open-source robot operating system, ICRA workshop on open source software, Vol. 3, Kobe, Japan, p. 5.
5. Magyar, G., Sinˇc´ak, P. e Krizs´an, Z. (2015). Comparison study of robotic middleware for robotic applications, Emergent Trends in Robotics and Intelligent Systems, Springer, pp. 121– 128.
6. Staranowicz, A. e Mariottini, G. L. (2011). A survey and comparison of commercial and open-source robotic simulator software, Proceedings of the 4th International Conference on PErvasive TechnologiesRelated to Assistive Environments, PETRA ’11, ACM, New York, NY, USA, pp. 56:1–56:8.
7. Pyo, Y., Cho, H., Jung, R., & Lim, T. (2017). ROS Robot Programming. Geumcheon-gu URL: http://www.robotis.com/
8. URL: https://rosindustrial.org/about/faq
9. URL: https://rosindustrial.org/about/description