ROS 2 (Roboter- / AGV-Middleware)

ROS 2 (Robot Operating System 2) ist die Standard-Middleware für mobile Roboter / AGVs / kollaborative Roboter / Drohnen und bietet auf DDS (Data Distribution Service, RTPS over UDP/TCP) publish / subscribe / service / action an. Üblich ist das Abonnieren von Topics (z. B. /odom, /imu, /battery_state), um den Roboterstatus zu überwachen.

Der ROS2-Treiber des Gateways ist ein echter Implementierungstreiber, der sich mit dem JSON over WebSocket-Endpunkt der Standard-Ros2-Brücke rosbridge_suite (rosbridge_server) verbindet und Topics abonniert. Da er nicht direkt an DDS anbindet, muss auf der ROS-2-Seite nur rosbridge_server laufen. Er ist schreibgeschützt.

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Vorbereitung — rosbridge_server

Auf der ROS-2-Seite (Roboter selbst oder PC im selben Netzwerk) das Standardpaket rosbridge_suite installieren und starten.

# 예: ROS 2 Humble
sudo apt install ros-humble-rosbridge-suite
ros2 launch rosbridge_server rosbridge_websocket_launch.xml   # 기본 ws 포트 9090

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Eingabewerte im Registrierungsformular

Eingabefeld	Was eintragen	Beispiel
IP-Adresse	rosbridge_server-Host	192.168.0.30
Port	rosbridge-WebSocket-Port	9090 (ws Standard) / 9443 (wss Standard)
Pfad (rosbridge)	WebSocket-Endpunkt-Pfad — optional path	/ (Standard)
TLS verwenden	false = ws / true = wss — optional tls	false (Standard)

Schreiben nicht unterstützt

Der ROS-2-Treiber ist read-only. Das Publizieren von Topics (z. B. /cmd_vel Bewegungsbefehl) erfordert rosbridge advertise und wird daher nicht unterstützt. Zum Senden von Roboterbefehlen bitte einen separaten Weg nutzen.

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Adressnotation für Tags

Die Adresse ist <topic>:<field.dot.path> — erste : trennt Topic und Feldpfad (ROS-Topics enthalten /, : gibt es nicht).

Notation	Bedeutung
/temperature:data	std_msgs/Float64-Feld von data
/imu:orientation.z	verschachteltes Feld von sensor_msgs/Imu (dot-path)
/scan:ranges.0	Array-Element — numerisches Segment ist Index
/odom	ohne : die gesamte msg (als JSON-String)

• Blattfelder werden als Textwert zurückgegeben, Objekt / Array als JSON-String.
• lazy subscribe — Topic wird beim ersten Read einmalig abonniert, danach pusht rosbridge neue Samples. Daher kommt der erste Wert erst ab dem nächsten Sammelzyklus.

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Datentyp-Zuordnung

msg-Feld	Datentyp
float-Felder (data, orientation.z …)	Float / Double
int / enum-Felder	Integer
bool-Felder	Boolean
String / gesamte msg (JSON)	String

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Häufige Topic-Zuordnungen (Referenz)

Adresse	Bedeutung	Empfohlener Typ
/battery_state:percentage	Batteriestand (sensor_msgs/BatteryState)	Float
/odom:pose.pose.position.x	Roboterposition x (nav_msgs/Odometry)	Float
/odom:twist.twist.linear.x	Vorwärtsgeschwindigkeit (nav_msgs/Odometry)	Float
/diagnostics	Diagnosemeldungen gesamt	String (JSON)

Bei großen Nachrichten wie /scan (LiDAR-Rohdaten) nicht die gesamte msg erfassen, sondern nur die benötigten Elemente (z. B. /scan:ranges.0) registrieren.

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Häufige Probleme

Symptom	Mögliche Ursache	Lösung
Wert unmittelbar nach Registrierung leer	lazy subscribe — erster Read führt nur Abonnement aus	bis zum nächsten Sammelzyklus (1 Timecycle) warten
Verbindungsfehler (connect failed)	rosbridge_server nicht gestartet / Port falsch	ROS-2-Seite rosbridge_server starten + Port (9090) prüfen
wss-Verbindungsfehler	TLS-Einstellung / Zertifikat	Bei tls=true muss auch rosbridge mit TLS laufen (wss-Standardport 9443)
Wert aktualisiert sich und bleibt dann stehen	WebSocket unterbrochen — Treiber wechselt sofort auf nicht verbunden (gibt keine alten Cache-Werte weiter)	Netzwerk / rosbridge neu starten
Topic-Name stimmt, aber Wert leer	Tippfehler im Feld-dot-path (Pfad existiert nicht in msg)	ros2 topic echo <topic> zur Prüfung der msg-Struktur nutzen, dann Pfad korrigieren

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Alternative Integrationswege (Referenz)

In Umgebungen, wo rosbridge nicht möglich ist, stehen folgende Wege zur Verfügung.

Situation	Alternative
Mehrere Roboter + Cloud-Erfassung nötig	MQTT-Bridge → Sparkplug B / MQTT-Client
Industrieroboter-Steuerungen (ABB / KUKA / UR)	OPC UA Robotics Companion → OPC-UA