Vulcanexus-一体化ROS2工具集

Vulcanexus机器人操作系统ROS2一站式工具集（Galactic+Humble）2022

Humble Hierro v2

x86_64

arm64

Ubuntu Jammy (22.04)

Vulcanexus是ROS 2的一站式工具集，用于构建机器人应用程序。它固定了DDS中间件，使用了Fast DDS，并包括选定的组件以提供优化的机器人开发。Vulcanexus可以与ROS 2库结合使用，以提供可定制的解决方案并提高整体系统性能。对于资源受限的设备，Vulcanexus还提供了一个Micro版本，可以访问DDS世界并弥合与ROS 2之间的差距。

Vulcanexus是一个用于构建机器人应用程序的开源软件堆栈，基于ROS 2构建。它提供了一站式工具集，包括各种库和工具，用于轻松和个性化地配置机器人项目。以下是Vulcanexus的一些主要功能：

1. 固定DDS中间件：Vulcanexus使用了Fixed DDS作为其默认的分布式数据交换（DDX）中间件。Fixed DDS提供了可靠的实时数据传输和订阅-发布机制，使得在不同的机器人平台上实现统一的通信。
2. 快速DDS：Vulcanexus还支持Fast DDS，这是一个高性能的DDS实现，特别适用于资源受限的设备。Fast DDS提供了更低的延迟和更高的吞吐量，使得在复杂的机器人系统中实现实时的数据传输。
3. 选定的组件：Vulcanexus包括一些选定的组件，以提供优化的机器人开发。这些组件包括ROS 2发现服务器、ROS 2路由器、ROS 2监视器、ROS 2形状演示等，可以帮助开发人员更方便地进行机器人应用程序的开发和调试。
4. Micro-ROS：对于资源受限的设备，Vulcanexus还提供了一个Micro版本，可以访问DDS世界并弥合与ROS 2之间的差距。Micro-ROS提供了ROS 2的子集，可以运行在内存和计算资源有限的设备上，如嵌入式系统和微控制器等。
5. Webbots模拟：Vulcanexus还包括一个Micro-ROS Webbots模拟器，可以通过网络连接远程机器人并对其进行控制和调试。这个功能使得开发人员可以在不同的机器人平台上测试和验证其应用程序。

总的来说，Vulcanexus是一个强大而灵活的工具集，适用于各种机器人平台的开发，可以大大简化机器人应用程序的开发过程。

Vulcanexus是一个适用于构建机器人应用程序的开源软件堆栈，它的应用场景非常广泛。以下是一些使用Vulcanexus的案例：

1. 智能家居：在智能家居中，Vulcanexus可以用于连接各种智能设备和传感器，如智能灯、智能插座等，并通过DDS中间件实现设备之间的实时通信和数据共享。
2. 工业机器人：在工业机器人领域，Vulcanexus可以用于实现机器人控制器、运动规划器、传感器等之间的实时通信和数据共享。例如，在机器人焊接中，Vulcanexus可以用于传输焊接轨迹、焊接电流、焊接时间等数据。
3. 无人机：在无人机领域，Vulcanexus可以用于实现无人机控制器、传感器、GPS等之间的实时通信和数据共享。例如，在无人机飞行控制中，Vulcanexus可以用于传输飞行控制指令、GPS位置数据、传感器数据等。
4. 医疗机器人：在医疗机器人领域，Vulcanexus可以用于实现机器人控制器、传感器、人机交互界面等之间的实时通信和数据共享。例如，在手术机器人中，Vulcanexus可以用于传输手术器械的位置、手术区域的影像、患者生理数据等。

总的来说，Vulcanexus适用于各种机器人平台的开发，可以为开发人员提供简化机器人应用程序开发过程的工具集。

1. Vulcanexus概述 Vulcanexus是ROS 2的一站式工具集，扩展了ROS 2环境，通过提供开源特性和工具，改善了ROS 2的开发者体验，这些特性和工具在当前的ROS 2版本中是不可用的。因此，Vulcanexus共享ROS 2的基本概念、原则和架构。关于ROS 2的更多信息，请参阅《机器人操作系统2：设计、架构和野外使用》1。本节将遵循并总结本文中包含的最重要的观点，指出Vulcanexus提供的差异和改进。

1.1.范围

ROS 2提供了用于开发机器人应用程序的软件生态系统（或也称为软件开发工具包或SDK）。它不是传统意义上的操作系统，而是一个框架，通过提供统一的应用程序编程接口（API）和约定，为使用多种不同技术的各种设备提供大量库和工具，以简化开发。该生态系统的主要类别如下：

1.1.1.中间件

中间件层负责组件之间的通信。在考虑了多种通信协议后，对象管理组织（OMG）数据分配服务（DDS）协议被选为ROS 2的通信协议，因为这是一个开放标准，具有安全扩展，具有分布式动态发现功能，并且针对各种应用程序进行了高度定制。在ROS 2环境中，有几个DDS供应商，包括开源和许可的。但是，Vulcanexus支持eProsima的Fast DDS开源实现。主要优势在于，Vulcanexus的发布版本不受特定Fast DDS版本的限制，这是由ROS 2的ROS增强提案（REP）2004 1.vi要求的：

必须在发布的ROS分布中保持API和ABI的稳定性。

因此，在ROS 2环境中，只有用于修复错误的不修改API和ABI的补丁版本才被视为更新。另一方面，Vulcanexus会在eProsima Fast DDS发布新版本时更新中间件层，以受益于最新的功能和修复程序。Vulcanexus负责发布与潜在的ABI中断兼容的新二进制稳定分布，因此Vulcanexus用户只需更新其Vulcanexus发行版即可受益于最新的Fast DDS发行版。例如，Vulcanexus提供了PKCS #11安全支持，而ROS 2（截至2023年1月）不支持。

1.1.2.算法

另一个类别包括机器人应用程序的算法。Vulcanexus作为ROS 2的一站式工具集，提供了ROS 2生态系统中包含的算法。

1.1.3.开发工具

ROS 2提供了几种用于调试、记录、可视化、内省、模拟等开发的工具。Vulcanexus为ROS 2工具集添加了以下工具：

ROS 2 Monitor：用于监视ROS 2通信的图形桌面应用程序。

Fast DDS统计后端：ROS 2 Monitor的后端。可以与其他监控前端应用程序（如Prometheus）一起使用。

ROS 2 Shapes演示：了解最常用的ROS 2服务质量（QoS）和测试DDS和ROS 2通信的首个演示应用程序。

ROS 2 Router：实现分布式ROS 2环境连接的终端软件应用程序。

Webots：开源的三维移动机器人模拟器。