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基于ROS (Robot Operating System) 開發(fā)的開源項目很多,其中一些已經(jīng)在機器人領(lǐng)域內(nèi)非常知名。以下是一些比較著名的例子:
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Autoware: Autoware 是一個開源的自動駕駛車輛的軟件棧,提供了從3D地圖表示、環(huán)境感知(如障礙物、行人檢測)、定位和地圖構(gòu)建、路徑規(guī)劃到車輛控制等功能的實現(xiàn)。
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MoveIt!: 是用于機器人運動規(guī)劃的ROS包的集合,它提供了運動規(guī)劃、操作、3D感知、運動學(xué)、碰撞檢測等功能。
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Gazebo: 雖然不是一個ROS項目,但是Gazebo模擬器經(jīng)常與ROS集成使用,用于各種機器人和傳感器的3D模擬。它允許開發(fā)者測試機器人應(yīng)用程序在物理世界中的性能而無需實際構(gòu)建機器人。
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TurtleBot: TurtleBot 是一個低成本的,從教育到研究的入門級移動機器人平臺。ROS有提供適用于TurtleBot的軟件包和工具。
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PR2 (Personal Robot 2): PR2 是由Willow Garage開發(fā)的一個超靈活的機器人平臺,也是ROS核心開發(fā)過程中使用的機器人之一。它在研究機構(gòu)中應(yīng)用廣泛,ROS社區(qū)為其提供了大量的包和程序。
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ROS-Industrial: 針對工業(yè)應(yīng)用,ROS-Industrial項目旨在將ROS的高級功能擴展到工業(yè)應(yīng)用場合,包括與工業(yè)機器人、自動化設(shè)備集成、工業(yè)界面等的集成。
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PX4/Ardupilot:雖然PX4和Ardupilot是兩個獨立的無人機飛控項目,但它們可以與ROS進行集成,這樣的集成提供了從仿真到實際飛行測試的無縫過渡,是無人機研究和開發(fā)領(lǐng)域的重要工具。
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OpenCV: OpenCV本身是一個獨立的計算機視覺庫,但其與ROS的集成使得ROS能夠利用OpenCV進行各種圖像處理和視覺識別任務(wù)。
以上項目反映了ROS作為開放源代碼的機器人軟件平臺的多功能性和靈活性。這些項目范圍從個人和學(xué)術(shù)研究到商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用都有涉及。此外,還有成千上萬的小型項目和包被開發(fā)出來為特定目的服務(wù)。隨著ROS 2的發(fā)布和開發(fā),這個生態(tài)系統(tǒng)還在不斷擴張和升級。
讓我們來深入了解 Autoware、MoveIt! 和 ROS Navigation Stack 這三個項目。
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Autoware
- 歷史: Autoware 是第一個開源的自動駕駛軟件。它始于2015年,由日本的一個研究團隊在名古屋大學(xué)啟動。
- 特點: Autoware 基于 ROS,提供了從感知到控制的完整自動駕駛軟件棧,包括但不限于定位、映射、路徑規(guī)劃、和車輛控制。
- 應(yīng)用領(lǐng)域: 主要用于商業(yè)和研究目的上的自動駕駛汽車和移動機器人。
- 市場份額: 在自動駕駛研究社區(qū)中有較高的知名度和使用率,但具體的市場份額很難量化。
- 發(fā)展情況: Autoware Foundation 成立以維護和推動該項目的發(fā)展,它已經(jīng)成為一個國際合作項目,推動自動駕駛車輛的商業(yè)化。
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MoveIt!
- 歷史: MoveIt! 最初于2013年發(fā)布,是一個為機器人進行運動規(guī)劃、操作、3D感知、運動學(xué)、控制和導(dǎo)航的軟件。
- 特點: 它提供了一個用戶友好的接口,與ROS密切集成,廣泛用于研究和工業(yè)應(yīng)用中。
- 應(yīng)用領(lǐng)域: 主要用于機器人領(lǐng)域,特別是那些需要復(fù)雜運動規(guī)劃和執(zhí)行的機器人系統(tǒng)。
- 市場份額: 在工業(yè)和研究機器人社區(qū)中流行,并被多個商業(yè)機器人操作系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)的運動規(guī)劃框架集成。
- 發(fā)展情況: MoveIt! 持續(xù)進行升級和優(yōu)化,擁有一個活躍的開發(fā)者社區(qū),不斷添加新功能并提高性能。
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ROS Navigation Stack
- 歷史: 作為ROS項目中的核心堆棧之一,ROS Navigation Stack 自ROS發(fā)布以來一直存在。
- 特點: 包括一系列用于2D地圖導(dǎo)航的工具和庫,支持路徑規(guī)劃、避障、區(qū)域地圖構(gòu)建等。
- 應(yīng)用領(lǐng)域: 該堆棧主要應(yīng)用于移動機器人,特別是在室內(nèi)環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)的服務(wù)和研究機器人。
- 市場份額: 它是移動機器人行業(yè)內(nèi)使用最為廣泛的導(dǎo)航框架之一,幾乎成了事實上的標(biāo)準(zhǔn)。
- 發(fā)展情況: ROS社區(qū)不斷更新ROS Navigation Stack,確保其滿足現(xiàn)代機器人導(dǎo)航的要求。隨著ROS 2的發(fā)布,該框架也在逐漸遷移到更新的ROS版本以提供更好的性能和可靠性。
除了 Autoware、MoveIt!、ROS Navigation Stack,基于 ROS 的自動化駕駛和機器人導(dǎo)航有一些其他的項目和框架,但請注意,并非所有這些項目都專注于自動駕駛車輛,有的是更加偏向于機器人的通用導(dǎo)航和控制。下面是一些較為知名的例子:
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MRPT (Mobile Robot Programming Toolkit)
- 歷史: MRPT 開始于2004年,是在國際上廣泛使用的開源C++庫集合,主要用于移動機器人的研究。
- 特點: 它提供了用于定位、映射和視覺導(dǎo)航的工具,并且它的算法效率高,適合進行快速原型開發(fā)。
- 應(yīng)用領(lǐng)域: 主要用于機器人研究領(lǐng)域,尤其是在SLAM(同步定位與映射)算法和機器人感知方面。
- 市場份額: 在學(xué)術(shù)界和研究機構(gòu)中應(yīng)用較多,但具體市場份額不易量化。
- 發(fā)展情況: MRPT持續(xù)更新維護中,經(jīng)過多年的演化,它已經(jīng)包含了豐富的功能模塊。
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Apollo (Baidu Apollo)
- 歷史: 由百度于2017年啟動,Apollo 是一個開放的、完整的、安全的自動駕駛平臺。
- 特點: 它包含了一個完整的硬件和軟件服務(wù)系統(tǒng),支持完全的車輛自動化。
- 應(yīng)用領(lǐng)域: 專注于自動駕駛汽車,廣泛用于商業(yè)化自動駕駛解決方案。
- 市場份額: 在中國和逐步在全球范圍內(nèi)有較多的合作伙伴,與眾多汽車廠商有合作。
- 發(fā)展情況: Apollo 經(jīng)過多次升級,迭代速度快,已經(jīng)具備了高水平的自動駕駛功能,并在部分地區(qū)進行了路測和商業(yè)化嘗試。
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ADAS (Advanced Driver-Assistance Systems)
- 歷史: ADAS不是一個具體的框架,而是指一系列支持駕駛輔助的系統(tǒng)和技術(shù)。
- 特點: 包括了眾多不同的系統(tǒng),如自適應(yīng)巡航控制、車道保持輔助、自動緊急剎車等。
- 應(yīng)用領(lǐng)域: 主要應(yīng)用于現(xiàn)代汽車,為駕駛者提供安全和便利的輔助功能。
- 市場份額: ADAS系統(tǒng)在新車中的采用率日益增加,幾乎所有主要汽車廠商都提供了至少基礎(chǔ)的ADAS功能。
- 發(fā)展情況: ADAS系統(tǒng)正逐步朝向更高級的自動化水平發(fā)展,不斷集成更多先進技術(shù),如機器學(xué)習(xí)和人工智能。
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CARLA (Car Learning to Act)
- 歷史: CARLA是一個開源的仿真平臺,用于支持自動駕駛研究。
- 特點: CARLA提供了復(fù)雜的城市環(huán)境和天氣情況模擬,支持軟件在環(huán)測試和傳感器數(shù)據(jù)集成。
- 應(yīng)用領(lǐng)域: 主要用于自動駕駛系統(tǒng)的研究和學(xué)術(shù)界。
- 市場份額: 主要在研究社區(qū)中使用,沒有直接的市場份額。
- 發(fā)展情況: CARLA持續(xù)更新和發(fā)展中,它是自動駕駛研究領(lǐng)域使用廣泛的模擬平臺之一。
注意,Apollo 雖然可以與 ROS 集成,但是它本身是一個獨立的自動駕駛平臺,它有自己的軟件體系結(jié)構(gòu),并不限于 ROS。