● 摘要
在工业控制领域，智能机器人控制器的使用日渐广泛，机器人研发效率低下已经成为制约机器人发展的重要因素。在满足工业机器人控制实时性的同时,为进一步降低开发成本、提高效率，本文利用自主研发的混合操作系统架构RGMP，同时配合正在不断完善的分布式机器人操作系统ROS，实现了一个集分布式与实时性于一体的混合机器人操作系统RGMP-ROS。RGMP混合系统软件框架是机器人控制器的系统软件核心，使用它可以支持在多核控制器平台上同时运行两个操作系统。在非实时操作系统部分运行的是安装有ROS机器人操作系统软件的Linux操作系统，而在实时操作系统部分运行的是带有ROS标准协议的Nuttx实时系统。这两个实时系统分别占用多核处理器不同的CPU内核，同时它们各自拥有相对独立的硬件资源。ROS机器人操作系统提供了大量机器人控制算法相关的软件包。通过利用这些软件包，程序员可以很方便地开发出适用于不同应用场合的机器人软件模块。ROS系统的特点是支持分布式处理、代码模块化、系统代码开源，使用ROS能够帮助程序员在进行机器人应用开发时，不需要考虑复杂而繁重的算法。利用分布式交互，程序员可以将不同功能的ROS节点程序安装在不同的主机上，大大降低机器人应用程序的耦合度，同时也为开发大型复杂机器人应用提供了便利条件。为了验证混合机器人操作系统RGMP-ROS的各项性能，我们将这套软件系统运行在工业控制器上，同时以一个多自由度机械臂平台为基础，开发了一套基于工业机器人手臂的解决方案。通过在机械臂平台上的实际应用验证了混合机器人操作系统的可行性与稳定性，并证明了其在机器人控制器软件设计开发、机器人实时控制以及分布式运算方面体现出的巨大优势。