ROS - Robot Operating System Nedir?

Öncelikle ROS'u kısaca tanımlamaya çalışacağım;

• Robotlar için bir işletim sistemidir.
• Paketler için bir koleksiyondur ve yazılım derleme aracı olarak kullanılmaktadır.
• Dağıtılmış işlemler/makineler arası iletişim ve yapılandırma için bir mimaridir.
• Sistemin çalışma ve analiz aşamaları için geliştirme aracı olarak kullanılabilir.
• Dil bağımsız bir mimariye sahiptir. Aynı robot üzerinden birçok farklı dil kullanılabilir. (c++, python, lisp, java)

ROS Ne Değildir?

• Gerçek bir işletim sistemi değildir.
• Bir programlama dili değildir.
• Geliştirme ortamı/IDE değildir.

ROS Dağıtımları

• ROS Fuerte Turtle
• ROS Electric Emys
• ROS Diamondback
• ROS C Turtle
• ROS Box Turtle

ROS ve Komponentleri

ROS Core

ROS Master,

• Merkezi XML-RPC sunucusudur.
• Bağlantıların iletişimi sağlamaktadır.
• Sabit konfigürasyon parametreleri ya da diğer keyfi verileri kaydeder.
• Aslında, insanların anlayabileceği dilde mesajları barındırran ağ tabanlı bir yapıdır.

ROS Stacks & Packages

ROS kodu iki farklı seviye içerisinde gruplanmıştır;

• Packages
• Stacks

Packages, ROS'a çok küçük bir bağımlılıklar bağlanmış yazılım koleksiyonlarıdır. Stacks ise bu ufak parçaların bir araya gelerek oluşturduğu dağıtıma verilen isimdir.

Packages

• Kodlarınızı, build yapılandırmasınızı ve launch dosyalarınızı barındıran bir dizindir.
• Birden fazla node içerebilir.
• İçerisinde manifest.xml adında bağımlılıkların tanımlandığı bir konfigürasyon dosyası barındırır.
• Sadece paketin amacı ile ilgili kodları içerir.

Nodes

• Bazı fonksyionları yerine getiren yapılardır.
• Diğer Topic ve Servicesler ile haberleşebilir.
• Node isimleri benzersizdir.
• Node yapısı, iyi ayrılmış, skale edilebilir bir yapının oluşturulması için vardır.

Build System

• Kodların nasıl derleneceğinin belirtildiği CMakelist.txt dosyasına ihtiyaç duymaktadır.
• rosmake komutu paket ve bağımlılıkları derler.
• Eğer bağımlılıklar indirilmemişse, indirilir ve kurulur.
• Aynı anda birden fazla paket derlenebilir. ROS önce bağımlılıkları çözer.

Komut Satırı

ROS aşağıdaki bazı komutları içerisinde barındırır;

• roscd: ROS paketi dizinine geçer.
• rosls: Paket içeriğini listeler.
• rosmake: Paketi derler.
• roscreate-pkg: Yeni bir paket oluşturur.
• rosdep: Paket bağımlılıklarını listeler.
• roscp: Paketler arası kopyalama işlemi gerçekleştirir.
• rostest: Test dosyalarını çalıştırır.

İletişim Yolları

Topic (Pub/Sub)

• Asenkron iletişimler için kullanılır.
• İçerisinde güçlü mesaj tipleri barındırır.
• Callback fonksyionlara sahiptir, bu sayede mutli-thread çalışabilir.
• İstek/cevap etkileşimleri için uygun değildir.
• Çoktan-Çoka bağlantılar için uygundur.

Service (Higher Priority)

• Standart fonksiyonlar gibi, senkron olarak kullanılır.
• Güçlü mesaj tiplerini içerisinde barındırır.
• Bire-bir iletişim için uygundur.
• Birden fazla istemciler olabilir.
• Servis çağrıları boyunca Topic Callback fonksyionları herhangi bir sorun teşkil etmez.

Actions

• Topic yapısının üzerine inşaa edilmiştir.
• Uzun işlemler gerçekleştirilmesi için kullanılır.
• İptal edilebilir.

Messages

• Node iletişimi mesaj gönderimi üzerine kuruludur.
• Mesajlar, özel tipli alanlardan oluşan bir veri yapısından ibarettir.
• ROS içerisinde birçok hazır mesaj standartı vardır ve özel olarak buna yenileri eklenebilir.