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摘要：針對這點(diǎn)，人們將機(jī)器人需要的各類軟件要素總結(jié)在一起，開發(fā)出了專門用于機(jī)器人的中間件。的開端要追溯到世紀(jì)初于斯坦福大學(xué)進(jìn)行的一個(gè)個(gè)人機(jī)器人項(xiàng)目。
其中還包括一些機(jī)器人特有的構(gòu)成要素，例如驅(qū)動器和用于驅(qū)動的電機(jī)驅(qū)動等?？刂频膬?nèi)容也并非單純的信號控制，還需要實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制乃至圖像識別等大量多樣化功能。
然而從整體架構(gòu)來說，機(jī)器人和普通設(shè)備一樣，都是由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備，以及控制這兩者的控制器這三個(gè)要素構(gòu)成。從這個(gè)角度來說，機(jī)器人算是一種高度集成了各式設(shè)備的機(jī)器。也就是說，可以把設(shè)備開發(fā)過程中的大多數(shù)成果都應(yīng)用到它身上。
從軟件開發(fā)的角度出發(fā)，看一下開發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)需要的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)
首先第一點(diǎn)，需要高效利用機(jī)器人專用的中間件。就像前文說的那樣，機(jī)器人開發(fā)是一項(xiàng)需要高度整合各種各樣設(shè)備的工作，如果要從零開始開發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)，那么在技術(shù)上、時(shí)間上、金錢上都需要投入相當(dāng)巨大的成本。針對這點(diǎn)，人們將機(jī)器人需要的各類軟件要素總結(jié)在一起，開發(fā)出了專門用于機(jī)器人的中間件。通過有效使用這類中間件，人們就能夠?qū)崿F(xiàn)高速開發(fā)、提升可維護(hù)性，以及與外部系統(tǒng)靈活聯(lián)動等。
第二點(diǎn)，要高效利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。包括前文介紹過的倉庫管理機(jī)器人和遠(yuǎn)端臨場機(jī)器人在內(nèi)，機(jī)器人很少多帶帶進(jìn)行某項(xiàng)操作，而是接收外部發(fā)來的信息和命令，將這些信息和命令加以組合來執(zhí)行任務(wù)。為了做到這點(diǎn)，我們也需要把機(jī)器人連接到網(wǎng)絡(luò)，就像把前面說的那些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)一樣，另外還需要準(zhǔn)備一個(gè)環(huán)境來使用那些存在云端服務(wù)器上的資源。
此外，最近很多機(jī)器人專用中間件還配備了用于搭建系統(tǒng)的開發(fā)工具和運(yùn)動仿真技術(shù)等。只要能夠高效使用中間件，想必會在極大程度上降低機(jī)器人開發(fā)的難度。主要的機(jī)器人專用中間件有RT 中間件和ROS 兩種，下面來具體看一下。
RT 中間件（RT-Middleware）是一種軟件平臺規(guī)格，它的用途在于把構(gòu)成機(jī)器人的各個(gè)要素進(jìn)行軟件模塊化，進(jìn)而整合成機(jī)器人系統(tǒng)。
ROS（Robot Operating System，機(jī)器人操作系統(tǒng)）是一個(gè)在歐美地區(qū)廣泛應(yīng)用的機(jī)器人開發(fā)開源平臺，可以說是當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的機(jī)器人開發(fā)平臺。
ROS 的開端要追溯到21 世紀(jì)初于斯坦福大學(xué)進(jìn)行的一個(gè)個(gè)人機(jī)器人項(xiàng)目。后來，美國Willow Garage 公司在2007 年開始著手開發(fā)ROS，它還開發(fā)了PR2 作為研究平臺，并逐漸將其提供給全世界的研究機(jī)構(gòu)，從而提高了ROS 的功能性。ROS 與RT 中間件不同，針對ROS 的國際標(biāo)準(zhǔn)化活動很少，但是在一些活躍社團(tuán)的支持下，ROS 的導(dǎo)入數(shù)量不斷擴(kuò)大，正在逐步獲得世界性的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的地位。
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