機器人操作系統（ROS）史話篇連載13（烏龜幫之阿D龜）

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張新宇

阿D龜

D版本是ROS的第三個版本，於2011年3月發布

D版本的吉祥物是Diamondback（菱背龜，背部有菱形圖案）。在菱形風箏的助力下，無數只菱背龜在空中自由地飛翔。

在這個版本里增加了對Kinect的支持。2011年Kinect已經很流行了，到這年三月份，已經累計銷售了1000多萬台。因此，車庫順勢而為，為這個ROS版本提供了Kinect深度相機的驅動。Kinect是一款面向消費群體的娛樂設備，隨微軟的遊戲機Xbox一起銷售。科研人員發現他不僅僅是一款娛樂設備，還是一個性價比極高的科研設備，後來基於Kinect各類演算法層出不窮。

圖：微軟的Kinect

微軟自然不會開源它的驅動， ROS於是採用了PrimeSense 的驅動OpenNI Kinect。ROS里的驅動主要由文森特·萊保德（Vincent Rabaud）和圖利·弗特（Tully Foote）來維護。

圖：文森特·萊保德（Vincent Rabaud）和圖利·弗特（Tully Foote）

文森特·萊保德畢業於加州大學聖地亞哥分校（The University ofCalifornia, San Diego），獲博士學位。聖地亞哥在加州的最南端，與墨西哥接壤。在「此岸與彼岸」提到加州的這個城市。圖利·弗特本科就讀於加州理工學院（California Institute of Technology），碩士研究生畢業於賓夕法尼亞大學（Universityof Pennsylvania），一所位於美國賓夕法尼亞州費城的私立研究型大學，八所常春藤盟校之一[1]。後面，我們還會詳細講圖利·弗特。

通過Kinect採集獲得的是，可視範圍內的深度數據，即可視範圍內物體到相機的距離。從這些深度數據，可以計算出3D點雲（Point Cloud）。這樣點雲處理演算法就要跟進，因此ROS加入了點雲庫（Point Cloud Library, PCL）的0.1版本，這是一個開源的軟體庫，包含大量與點雲有關的演算法，包括顯示點雲數據、濾波、分割、特徵提取、配准、重建等，支持Windows和Linux等平台，也可以在一些嵌入式開發板上使用。PCL在三維點雲中的地位相當於OpenCV在圖像處理和計算機視覺中的地位。

PCL是由萊度·茹蘇（RaduB. Rusu）在車庫期間創建的開源點雲處理軟體。那時，點雲數據和點雲數據處理在逆向工程已經應用的很廣泛了，只是很少有人把自己的演算法和代碼開源出來。萊度·茹蘇畢業於德國慕尼黑工業大學（TechnischeUniversit?t München），後來負責由車庫孵化的 Open Perception公司，致力於2D/3D數據的處理。

圖：萊度·茹蘇（Radu B. Rusu）

另外，ROS也在努力提高了對視覺處理的支持，尤其是提高OpenCV在ROS中的易用性。

OpenCV 是蓋里·布拉德斯基（GaryBradski）在Intel 工作期間開發的一個開源計算機視覺庫，由一系列 C 函數和少量 C++ 類構成，實現了圖像處理和計算機視覺方面的很多通用演算法。現在，很多人都在享受OpenCV帶來的便利。

圖：蓋里·布拉德斯基（Gary Bradski）

蓋里·布拉德斯基（Gary Bradski）在車庫初期就加入車庫的管理團隊。後來與前面提到的文森特·萊保德一起將OpenCV公司化，創建了OpenCV基金會。

這時，已經有很多大學和機器人公司加入到ROS開源社區，提供了對各自機器人的驅動，比如Nao人形機器人（法國）,Care-O-bot（德國）,樂高NXT 教育機器人（美國）,Erratic（美國亞利桑那大學）, miabotPro（英國）。到D版本的發布，已經有50種機器人支持ROS。

圖：從左至右：法國Nao人形機器人，美國亞利桑那大學Erratic機器人，德國Care-O-bot，美國樂高NXT機器人，英國miabotPro機器人

這時的ROS還做了如下變化

模塊化的粒度更小，有利於增量化更新。模塊小型化也有助於減低內存的使用。

圖形用戶界面從ROS核心中分離出來，這樣對於不需要圖形用戶界面的用戶就不需要編譯這一部分的代碼。

修改版權和軟體歸屬權的條例，有利於那些在乎所有權的開發者繼續對ROS做出貢獻。

創建了ROS問答社區，方便用戶交流。

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[1]常春藤盟校（Ivy League）指的是美國東北部的8所高等學府：布朗大學、哥倫比亞大學、康乃爾大學、達特茅斯學院、哈佛大學、賓州大學、普林斯頓大學、耶魯大學。它們都是美國最頂尖、美國歷史最悠久的大學。這八所學府常跟美國兩個世界一流的理工大學麻省理工學院與加州理工學院，相提並論，而這八所常春藤跟兩所理工大學常常被稱為「美國十大名校」。