ROS2 vs ROS1 topic node link

 

#ROS1 集中 Master 中央通訊

#ROS2 分散處理 去中心化

ROS1 VS ROS2 NODE DDS

• Robot Operating System (ROS) : 開源的機器人軟體框架，提供工具和庫用於機器人開發。

• Publisher/Subscriber : ROS 中節點通訊的方式，Publisher 發佈訊息，Subscriber 接收訊息。

• DDS (Data Distribution Service) : ROS 2 中使用的實時數據分發服務協議，提供更好的實時通訊、可擴展性和安全性。

• QoS (Quality of Service) : DDS 的 QoS 設定可以確保數據在非理想網絡中的傳遞可靠性。

• MoveIt : 一個流行的運動規劃框架，整合到 ROS 中。

1️⃣ ROS 1 vs ROS 2 的主要差異

🔹 ROS 1（2007 年發布）

• 最初目標：學術研究與機器人開發。
• 核心架構：使用 Publisher/Subscriber 訂閱機制讓 不同系統或架構的節點（Node）可以互通。
• 優勢：
  • 成熟穩定：擁有大量可用的 開源工具與庫。
  • 廣泛使用：學術界與工業界皆有大量應用。
  • 較完善的文件與培訓：因歷史悠久，擁有大量教學與實踐資源。
• 挑戰：
  • 依賴 ROS Master（集中管理），導致分散式通訊受限。
  • 缺乏即時性與 QoS 保證，影響工業應用。
  • Noetic 於 2025 年 EOL（停止官方支援）。

🔹 ROS 2（2017 年開始開發）

• 設計目標：專注於 工業級應用與分散式架構。
• 核心變革：
  • 去中心化（移除 ROS Master，改用 DDS）。
  • 支援 Quality of Service（QoS），適用於 高可靠性 的工業應用（機器人、車載系統）。
  • 提高可擴展性，支援 多機器、多機器人、嵌入式設備。
• 優勢：
  • 強化通訊架構（DDS，支援 QoS）。
  • 更好的分散式與即時性。
  • 支援跨語言開發（C++、Python、Rust）。
• 挑戰：
  • 許多 ROS 1 功能未完全移植（如 MoveIt Setup Assistant）。
  • 文件與培訓仍待完善（相較於 ROS 1）。
  • 開發門檻稍高，對於已熟悉 ROS 1 的開發者來說，可能需要額外學習成本。

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2️⃣ ROS 2 的工業應用案例

🔹 DDS + MTConnect + ROS 2 應用

• 案例：MTConnect + DDS + ROS 2
  • MTConnect 是工業設備的數據標準，負責資料交換。
  • DDS（Data Distribution Service）用於高效通訊與任務協調。
  • ROS 1 / ROS 2 透過 DDS 與 MTConnect 連接，以達成設備自動化與機器人協作。

✅ 核心價值：ROS 2 與 DDS 可用於工業自動化、車間管理、機器人控制，讓不同設備無縫整合。

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3️⃣ ROS 2 過渡面臨的挑戰

🔹 1. 移植問題

• 許多 ROS 1 的工具尚未完整移植到 ROS 2，例如：
  • MoveIt Setup Assistant（ROS 1 已有，但 ROS 2 版本仍在開發）。
  • 部分 Sensor 驅動程式 尚未提供官方 ROS 2 支援。

🔹 2. 文件與培訓不足

• ROS 1 具有豐富的教學與實踐案例，而 ROS 2 仍在持續發展，導致：
  • 開發者需要自行探索。
  • 部分文件仍然不夠完整。
  • 新手學習成本較高。

🔹 3. 企業導入成本

• 企業用戶需要考量技術轉換成本：
  • 需要重新適配舊的 ROS 1 系統。
  • 需培訓工程師學習 ROS 2。
  • 部分現有的 ROS 1 工具仍然更好用。

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4️⃣ 何時應該使用 ROS 1？何時應該轉向 ROS 2？

條件 / 需求	推薦使用 ROS 1	推薦使用 ROS 2
學術研究 / 快速原型	✅ 穩定的工具，易學	❌（文件較少）
工業應用（自動化、車載系統）	❌（缺乏 QoS、DDS）	✅ 適合高效能系統
需要即時控制（Real-time）	❌	✅ QoS 支援更好
多機器、分散式系統	❌（依賴 ROS Master）	✅ 去中心化 DDS
長期維護專案	❌（2025 年 EOL）	✅ 未來發展方向
大量現有 ROS 1 代碼	✅（無須大幅改動）	❌（需重構）

✅ 適合使用 ROS 2 的情境

• 新專案 / 工業應用 / 即時控制 / 大規模機器人協作
• 未來長期開發（Noetic 2025 年 EOL）

✅ 適合繼續使用 ROS 1 的情境

• 已建立 ROS 1 系統，不希望變更架構
• 學術用途，快速開發原型
• 工具鏈尚未完整移植至 ROS 2

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📌 總結

1. ROS 1 適用於學術研究、快速開發，但 2025 年後將不再維護。
2. ROS 2 適用於工業應用，支援分散式架構、即時通訊，但仍在發展。
3. 主要挑戰：
   • 部分 ROS 1 工具尚未完整移植到 ROS 2。
   • ROS 2 文件與培訓資源仍在增長中。
4. ROS 2 透過 DDS 改善通訊，適用於大規模機器人與自動化應用。

🚀 結論：如果是新專案，建議選擇 ROS 2，並開始學習新的 DDS 架構！ 🎉