Robot Operating System (ROS), est un ensemble d'outils informatiques sous forme de logiciels libres open source, permettant de développer des logiciels pour la robotique. À l'origine, il est développé en 2007 par la société américaine Willow Garage, pour son robot PR2. Son développement est aujourd'hui mené par l'« Open Robotics » (anciennement Open Source Robotics Foundation ou OSRF). En 2024, ROS est utilisé par plus de 1250 entreprises[3].
| Créateur | Keenan Wyrobek (d) |
|---|---|
| Développé par | Willow Garage - OSRF - Open Robotics |
| Première version | 2 mars 2010 |
| Dernière version | Iron Irwini (23 mai 2023)[1],[2] |
| Dépôt | github.com/ros2 |
| Écrit en | C++ et Python |
| Système d'exploitation | Linux, Windows 10 et macOS |
| Environnement | Linux, Mac OS X |
| Type | Framework |
| Licence | Licence BSD |
| Site web | ROS.org |
Description
modifierROS est une plateforme de développement logicielle pour robot. Il s'agit d'un méta-système d'exploitation qui peut fonctionner sur un ou plusieurs ordinateurs et qui fournit plusieurs fonctionnalités : abstraction du matériel, contrôle des périphériques de bas niveau, mise en œuvre de fonctionnalités couramment utilisées, transmission de messages entre les processus et gestions des packages installés.
Le logiciel ROS peut être séparé en trois groupes :
- les outils utilisés pour créer, lancer et distribuer des logiciels basés sur ROS (roscore[4], roslaunch[5], catkin[6])
- les clients ROS pour des langages : roscpp (C++)[7] et rospy (python)[8]
- les packages contenant des programmes pour ROS utilisant un ou plusieurs clients ROS
Les outils et les principaux clients ROS (roscpp et rospy) sont publiés sous les termes de la Licence BSD. De nombreux packages sont publiés pour ROS avec diverses licences open source (BSD, MIT). Ces packages permettent de lancer des applications, des algorithmes ou encore des programmes pour interfacer ROS avec des robots. L'outil de simulation Gazebo est directement intégré à ROS.
Les principaux clients ROS (C++ et Python) étaient à l'origine uniquement compatibles avec des systèmes de type Unix en raison de leur dépendance à d'autres logiciels open-source.
En 2025 la version de ROS Jazzy Jalisco prends en charge les principales distributions Linux (Ubuntu, Debian, RHEL) mais aussi les systèmes Windows 10, MacOS et OpenEmbedded Yocto. Cette version (appelée distribution à la manière des systèmes Linux) prends en charge les architectures de processeur AMD64, ARM32 et ARM64[9].
Il existe des clients ROS non officiels. Parmi eux on peut notamment citer :
- rosjava (Java)[10] qui a permis de faire fonctionner ROS sur le système d'exploitation Android.
- roslibjs (JavaScript)[11] qui permet d'interagir avec un système ROS depuis un navigateur. Ce client est développé dans le cadre du Robot Web Tools effort.
Fonctionnalités
modifierROS regroupe plusieurs fonctionnalités qui facilitent le développement d'applications souples et modulables pour la robotique.
- Architecture de communication inter-processus et inter-machine
- Serveur de paramètre
- Système d'enregistrement et de rejeu (rosbag[12])
- Système de test
- Simulateur (Gazebo[13])
Architecture de communication
modifier
ROS offre une architecture souple de communication inter-processus et inter-machine. Les processus ROS sont appelés des nodes et chaque node peut communiquer avec d'autres via des topics. La connexion entre les nodes est gérée par un master et suit le processus suivant :
- Un premier node avertit le master qu'il a une donnée à partager
- Un deuxième node avertit le master qu'il souhaite avoir accès à une donnée
- Une connexion entre les deux nodes est créée
- Le premier node peut envoyer des données au second
Un node qui publie des données est appelé un publisher et un node qui souscrit à des données est appelé un subscriber. Un node peut être à la fois publisher et subscriber. Les messages envoyés sur les topics sont pour la plupart standardisés ce qui rend le système extrêmement flexible.
ROS permet une communication inter-machine, des nodes s'exécutant sur des machines distinctes, mais ayant connaissance du même master peuvent communiquer de manière transparente pour l'utilisateur.
Histoire
modifierROS a été initialement développé en 2007 sous le nom switchyard par le Stanford Artificial Intelligence Laboratory dans le cadre du projet Stanford AI Robot STAIR (STanford AI Robot)[14],[15].
De 2008 à 2013, le développement a été effectué principalement par Willow Garage, un institut / incubateur de recherche en robotique. Pendant ce temps, des chercheurs de plus de vingt institutions ont collaboré avec les ingénieurs de Willow Garage dans un modèle de développement fédéré[16],[17].
En février 2013, le développement de ROS est poursuivi par l'Open Source Robotics Foundation[18]. En août 2013, un blog annonce que Willow Garage sera absorbée par une autre société créée par son fondateur, Suitable Technologies[19]. Le support du robot PR2 créé par Willow Garage a été par la suite repris par Clearpath Robotics[20].
Historique des versions
modifierLes versions de ROS peuvent être incompatibles entre elles et sont souvent désignées par leur nom de code plutôt que leur numéro de version. Les principales versions sont à ce jour :
ROS 1
modifier| Distribution | Date de publication | Image | Date de fin de vie |
|---|---|---|---|
| ROS 1.0 | 22 janvier 2010 | ||
| Box Turtle | 2 mars 2010 | 
|
|
| C Turtle | 3 août 2010 | 
|
|
| Diamondback | 2 mars 2011 | 
|
|
| Electric Emys | 30 août 2011 | 
|
|
| Fuerte Turtle | 23 avril 2012 | 
|
|
| Groovy Galapagos | 31 décembre 2012 | 
|
31 juillet 2014 |
| Hydro Medusa | 4 septembre 2013 | 
|
31 mai 2014 |
| Indigo Igloo | 22 juillet 2014 | 
|
30 avril 2019 |
| Jade Turtle | 23 mai 2015 | 
|
30 mai 2017 |
| Kinetic Kame | 23 mai 2016 |  |
30 mai 2021 |
| Lunar Loggerhead | 23 mai 2017 | 
|
30 mai 2019 |
| Melodic Morenia | 23 mai 2018 | 30 mai 2023 | |
| Noetic Ninjemys (dernière version de ROS 1) |
23 mai 2020 | 
|
30 mai 2025 |
ROS 2
modifier| Distribution | Date de publication | Image | Date de fin de vie |
|---|---|---|---|
| Rolling Ridley[21],[22] | progressing since
June 2020 |
|
N/A |
| Kilted Kaiju[23] | 23 Mai 2025 | 
|
Novembre 2026 |
| Jazzy Jalisco | 23 Mai 2024[23] | 
|
Mai 2029 |
| Iron Irwini | 23 Mai 2023[24] | 
|
Novembre 2024 |
| Humble Hawksbill | 23 Mai 2022[25] | 
|
Mai 2027 |
| Galactic Geochelone | 23 Mai 2021[26] | 
|
Décembre 2022 |
| Foxy Fitzroy | 5 Juin 2020[27] | Juin 2023 | |
| Eloquent Elusor | 22 Novembre 2019 | 
|
Novembre 2020 |
| Dashing Diademata | 31 Mai 2019 | 
|
Mai 2021 |
| Crystal Clemmys | 14 Décembre 2018 | 
|
Décembre 2019 |
| Bouncy Bolson | 2 Juillet 2018 | 
|
Juillet 2019 |
| Ardent Apalone | 8 Décembre 2017 | 
|
Décembre 2018 |
Domaines d'application
modifierLes packages ROS peuvent s'appliquer à différents domaines d'application :
- Navigation : navigation stack[28], amcl[29]
- Manipulation : moveit[30]
- Perception : hector_slam[31], gmapping[32]
- Fusion de données : robot_localization[33]
Robots officiellement compatibles
modifierROS est aujourd'hui officiellement pris en charge par plus de 75 robots. La grande souplesse de ROS lui permet d'être déployé sur des robots très différents (robot mobile, bras industriel, multicoptère) et qui évoluent dans des milieux variés (terrestre, aérien, marin et sous-marin). Ci-dessous une liste non exhaustive des robots compatibles avec ROS :
| Robot | Constructeur |
|---|---|
| Nao[34] | Aldebaran |
| Pepper[35] | Aldebaran |
| PR2[36] | Willow-Garage |
| Husky[37] | Clearpath Robotics |
| Kingfisher[38] | Clearpath Robotics |
| Turtlebot[39] | Willow Garage |
| Turtlebot 2[39] | Yujin Robotics |
| Turtlebot 3[39] | Robotis |
| Shadow Hand[40] | Shadow Robot |
| Robonaut 2[41] | NASA |
| Erle-copter[42] | Erle Robotics |
| Baxter[43] | Rethink Robotics |
| Autorally[44] | Georgia Tech |
| Stan (robot voiturier)[45] | Stanley Robotics |
Notes et références
modifier- ↑ « https://docs.ros.org/en/iron » (consulté le 4 juin 2023)
- ↑ « https://docs.ros.org/en/jazzy/Releases.html »
- ↑ « 2024 ROS Metrics Report », sur ROS Discourse, 4 mars 2024 (consulté le 19 avril 2025)
- ↑ « roscore - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 28 janvier 2016)
- ↑ « roslaunch - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 28 janvier 2016)
- ↑ « catkin - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 28 janvier 2016)
- ↑ « roscpp - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 28 janvier 2016)
- ↑ « rospy - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 28 janvier 2016)
- ↑ Mikael Arguedas, Steven Ragnarok, Dirk Thomas, Audrow Nash, Geoffrey Biggs et Marco A. Gutierrez, « ROS 2 Releases and Target Platforms », sur www.ros.org, 10 novembre 2023 (consulté le 19 avril 2025)
- ↑ « rosjava - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 28 janvier 2016)
- ↑ « roslibjs - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 28 janvier 2016)
- ↑ « rosbag - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « gazebo_ros_pkgs - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « STAIR », sur stair.stanford.edu (consulté le 14 janvier 2016)
- ↑ http://www.aaai.org/Papers/Workshops/2007/WS-07-15/WS07-15-008.pdf
- ↑ « ROS Wiki », sur www.ros.org (consulté le 14 janvier 2016)
- ↑ Morgan Quigley, Brian Gerkey, Ken Conley, Josh Faust, Tully Foote, Jeremy Leibs, Eric Berger, Rob Wheeler, Andrew Ng.http://www.robotics.stanford.edu/~ang/papers/icraoss09-ROS.pdf
- ↑ « Open Source Robotics Foundation | Willow Garage », sur www.willowgarage.com (consulté le 14 janvier 2016)
- ↑ « Willow Garage employees join Suitable Technologies | Willow Garage », sur www.willowgarage.com (consulté le 14 janvier 2016)
- ↑ (en-US) « Clearpath Welcomes PR2 to the Family - Clearpath Robotics », sur Clearpath Robotics (consulté le 14 janvier 2016)
- ↑ « ROS 2 Rolling Ridley (codename 'rolling'; June 2020) – ROS 2 Documentation: Foxy documentation », sur ROS.org, Open Robotics (consulté le 30 juillet 2021)
- ↑ (en) « ROS 2 rolling distribution name brainstorming », sur ROS.org, Open Robotics, 15 juin 2020 (consulté le 30 juillet 2021)
- « ROS 2 Jazzy Jalisco Released! », 23 mai 2024
- ↑ « ROS 2 Iron Irwini Released! », 23 mai 2023
- ↑ « ROS 2 Humble Hawksbill Released! », 23 mai 2022
- ↑ « ROS Galactic Geochelone Released », 23 mai 2021 (consulté le 10 juillet 2021)
- ↑ « ROS Foxy Fitzroy Released », 5 juin 2020 (consulté le 24 juin 2020)
- ↑ « navigation - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « amcl - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « moveit - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « hector_slam - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « gmapping - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « robot_localization - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 31 janvier 2016)
- ↑ « nao - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « pepper - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Robots/PR2 - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Robots/Husky - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Robots/Kingfisher - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- « Robots/TurtleBot - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Robots/Shadow_Hand - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Robots/Robonaut2 - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Robots/Erle-copter - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Rethink ROS - ROS robotics news », sur www.ros.org (consulté le 30 janvier 2016)
- ↑ « Robots/Autorally - ROS Wiki », sur wiki.ros.org (consulté le 4 décembre 2018)
- ↑ « Ingénieur Robotique Senior », sur stanley-robotics.welcomekit.co (consulté le 19 janvier 2019)
Voir aussi
modifierArticles connexes
modifierLiens externes
modifier- https://www.ros.org/wiki/, le site officiel
