Du willst einen eigenen Roboter programmieren? Dann kommst du an ROS2 (Robot Operating System 2) kaum vorbei. Aber wie bekommst du diese mächtige Software eigentlich auf deinen Rechner oder Raspberry Pi? Hier gibt’s alle Möglichkeiten im Überblick – von einfach bis nerdig, von klassisch bis supermodern. Los geht’s!
Am einfachsten geht’s mit Ubuntu Linux. Da kannst du ROS2 wie ein ganz normales Programm installieren. Öffne das Terminal, tipp ein paar Befehle ein – fertig!
Vorteile:
Der Zusammenhang zwischen Dual-Controller-Architektur und dem Projekt ftSwarm (elektrofuzzis.github.io) ist folgender:
Das ftSwarm-Projekt entwickelt kleine, vernetzte Steuerungen (Controller) für DIY- und Spielzeugmodelle, insbesondere für fischertechnik. Jeder ftSwarm-Controller kann eigenständig Motoren, Sensoren, LEDs und Servos ansteuern und auslesen. Die Controller sind netzwerkfähig und können im Schwarm (also gemeinsam) komplexe Aufgaben lösen, indem sie miteinander kommunizieren.
Der TX-Pi ist ein Projekt, das den Raspberry Pi mit den fischertechnik-Konstruktionsbaukästen verbindet. Im Kern nutzt der TX-Pi den Raspberry Pi als Hauptcontroller, der die Steuerung und Programmierung übernimmt. Über spezielle Hardware (z.B. den TX-Pi-HAT) wird der Raspberry Pi mit den elektrischen Komponenten von fischertechnik verbunden.
Der Pololu Romi (insbesondere das Romi Robot Kit für FIRST) steht in einem direkten Zusammenhang zur Dual-Controller-Architektur in der Robotik.
pib (Abkürzung für printable intelligent bot) ist ein frei verfügbarer, humanoider Open-Source-Roboter, der von der isento GmbH entwickelt wird. Charakteristisch für pib ist die konsequente Umsetzung einer modularen Hardware- und Softwarearchitektur, die auf dem Prinzip der Dual-Controller-Architektur basiert[5][3].
pib ist so konzipiert, dass nahezu alle mechanischen Komponenten mit handelsüblichen 3D-Druckern gefertigt werden können. Die Elektronik setzt auf frei verfügbare und weit verbreitete Komponenten wie den Raspberry Pi als Hauptcontroller. Ergänzt wird dieser durch spezialisierte Nebencontroller und Module, die für zeitkritische Steuerungsaufgaben und die Anbindung von Sensorik und Aktorik zuständig sind[5][3].
Die Dual-Controller-Architektur ist ein Konstruktionsprinzip in der mobilen Robotik, bei dem zwei unterschiedliche Rechnereinheiten – meist ein leistungsfähiger Hauptcontroller und ein spezialisierter Nebencontroller – gemeinsam zur Steuerung eines Roboters eingesetzt werden. Dieses Konzept wird häufig verwendet, um die Vorteile verschiedener Hardwareplattformen zu kombinieren und sowohl rechenintensive als auch zeitkritische Aufgaben effizient zu bewältigen.
Eine typische Dual-Controller-Architektur besteht aus folgenden Elementen:
Robot Operating System 2 (ROS2) ist ein weit verbreitetes Framework für die Entwicklung von Robotik-Anwendungen. Für die Ausführung einer ROS2-Laufzeitumgebung stehen verschiedene Plattformen zur Verfügung. Dieser Artikel vergleicht die beiden häufig genutzten Optionen Raspberry Pi und VirtualBox hinsichtlich ihrer Eignung, Vorteile und Nachteile für den Einsatz mit ROS2.
Der Raspberry Pi ist ein Einplatinencomputer, der sich durch seine kompakte Bauweise, Energieeffizienz und die Möglichkeit des direkten Hardwarezugriffs auszeichnet. Er wird häufig in der Robotik eingesetzt, insbesondere wenn reale Sensoren und Aktoren angesteuert werden sollen. Die ARM-Architektur des Raspberry Pi ermöglicht dabei ein praxisnahes Testen von ROS2-Anwendungen auf echter Embedded-Hardware.
VirtualBox ist eine plattformübergreifende Virtualisierungssoftware, die es ermöglicht, mehrere Betriebssysteme gleichzeitig auf einem einzelnen physischen Computer auszuführen. Die Software wird von Oracle entwickelt und vertrieben und ist als Open-Source-Software verfügbar[1][2][5].
VirtualBox wurde ursprünglich von der InnoTek Systemberatung GmbH aus Baden-Württemberg entwickelt. Im Februar 2008 wurde das Unternehmen von Sun Microsystems übernommen, wodurch das Produkt als Sun xVM VirtualBox weitergeführt wurde. Nach der Übernahme von Sun Microsystems durch Oracle im Jahr 2010 wird VirtualBox von Oracle als Oracle VM VirtualBox weiterentwickelt[1][3][4].
Vagrant ist eine quelloffene Software zur Erstellung und Verwaltung portabler, virtueller Entwicklungsumgebungen. Sie dient insbesondere der Software- und Webentwicklung und ermöglicht es, konsistente und reproduzierbare Umgebungen für Teams bereitzustellen[1][2][6].
Vagrant wurde 2010 von Mitchell Hashimoto als Nebenprojekt gestartet und im März 2010 erstmals veröffentlicht. Die erste stabile Version erschien 2012. Zunächst war Vagrant eng an VirtualBox gebunden, ab Version 1.1 wurden weitere Virtualisierungslösungen wie VMware, KVM und Cloud-Dienste wie Amazon EC2 unterstützt. Seit 2012 wird Vagrant von HashiCorp entwickelt und betreut[1].
Das Projekt DoItRos2 stellt eine vorkonfigurierte virtuelle Ubuntu-Umgebung mit installiertem ROS2 Humble bereit. Es nutzt Vagrant und VirtualBox, um Entwicklern und Forschern einen schnellen, unkomplizierten Einstieg in die Arbeit mit ROS2 zu ermöglichen, ohne komplexe Installations- und Konfigurationsschritte. Nach dem Starten der Vagrant-Maschine ist ROS2 sofort einsatzbereit, was besonders für Lernzwecke, Experimente und die Entwicklung von ROS2-Projekten nützlich ist.
Zusammengefasst:
DoItRos2 bietet eine sofort nutzbare, virtuelle ROS2-Entwicklungsumgebung für einfache Experimente und Lernzwecke.