Robot Operating System 2

ROS2(Robot Operating System 2)는 로봇을 위한 개방형 프레임워크로, 로봇 소프트웨어를 개발, 관리, 배포하기 위한 도구와 라이브러리를 제공합니다. 본래 ROS(Robot Operating System)는 2007년, 스탠포드 인공지능 연구소에서 시작되어, 이후 Willow Garage에서 발전되었습니다. 2017년에 출시된 ROS2는 ROS1의 단점을 개선한 버전으로, 분산 처리, 실시간 운영, 멀티 플랫폼 지원 등 현대 로봇 시스템의 요구사항을 반영하고 있습니다.

About

ROS2는 로봇을 만들고 제어할 때 중요한 역할을 합니다. 복잡한 로봇 시스템을 개발할 때 가장 큰 도전 과제 중 하나는 모듈 간의 통신을 관리하고, 하드웨어와 소프트웨어를 원활하게 연동하는 것입니다. ROS2는 이러한 문제를 해결하기 위해 설계되었으며, 노드 간 통신, 센서 데이터 처리, 모터 제어 등의 작업을 효율적으로 관리합니다. 또한, 다양한 센서 및 액추에이터와의 연동을 쉽게 하기 위해 수많은 드라이버와 인터페이스를 제공합니다.

ROS2의 구성은 크게 노드(Node), 토픽(Topic), 서비스(Service), 액션(Action)과 같은 기본적인 통신 요소로 나뉘며, 각 노드는 독립적인 프로세스로 동작하여 서로 데이터를 주고받을 수 있습니다. 예를 들어, 한 노드는 카메라의 영상을 처리하고, 다른 노드는 그 데이터를 분석하거나, 모터를 제어하는 역할을 수행할 수 있습니다. 이러한 구조 덕분에 로봇 소프트웨어는 확장 가능하고 모듈화된 형태로 개발될 수 있습니다.

ROS2에는 다양한 부속 유틸리티 도구도 함께 제공됩니다. rVIZ는 로봇의 상태나 센서 데이터를 시각화하는 데 유용하며, Gazebo는 가상 환경에서 로봇을 시뮬레이션할 수 있는 도구입니다. 또한, rosbag을 사용하여 데이터를 기록하고 재생할 수 있어, 실제 로봇이나 시뮬레이션 환경에서 데이터를 수집하고 분석하는 데 매우 유용합니다. 이 외에도 tf라는 좌표 변환 도구는 로봇이 다양한 센서 데이터 간의 상대적 위치를 관리하고 추적하는 데 필수적입니다.

이러한 이유로, ROS2는 로봇 개발의 표준 플랫폼으로 자리 잡았으며, 다양한 분야에서 로봇 소프트웨어 개발을 효율적이고 체계적으로 지원하고 있습니다.

ROS 2 릴리스 흐름

릴리스	코드명	Ubuntu	LTS 여부
Foxy	Fitzroy	20.04	✅
Galactic	Geochelone	20.04	❌
Humble	Hawksbill	22.04	✅
Iron	Irwini	22.04	❌
Jazzy	Jalisco	24.04	✅

Jazzy

ROS 2 Documentation — ROS 2 Documentation: Jazzy documentation

Setup Sources

You will need to add the ROS 2 apt repository to your system.

First ensure that the Ubuntu Universe repository is enabled.

sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe

The ros-apt-source packages provide keys and apt source configuration for the various ROS repositories.

Installing the ros2-apt-source package will configure ROS 2 repositories for your system. Updates to repository configuration will occur automatically when new versions of this package are released to the ROS repositories.

sudo apt update && sudo apt install curl -y
export ROS_APT_SOURCE_VERSION=$(curl -s https://api.github.com/repos/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/latest | grep -F "tag_name" | awk -F\" '{print $4}')
curl -L -o /tmp/ros2-apt-source.deb "https://github.com/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/download/${ROS_APT_SOURCE_VERSION}/ros2-apt-source_${ROS_APT_SOURCE_VERSION}.$(. /etc/os-release && echo ${UBUNTU_CODENAME:-${VERSION_CODENAME}})_all.deb"
sudo dpkg -i /tmp/ros2-apt-source.deb

ROS 패키지를 빌드하거나 개발을 수행하려는 경우 개발 도구를 설치할 수도 있습니다.

sudo apt install ros-dev-tools

데스크탑 설치 (권장) : ROS, RViz, 데모, 자습서.

sudo apt install ros-jazzy-desktop

ROS-Base Install (Bare Bones): 커뮤니케이션 라이브러리, 메시지 패키지, 명령줄 도구. GUI 도구가 없습니다.

sudo apt install ros-jazzy-ros-base

NOTE
ROS 2가 사용하는 기본 미들웨어는 Fast DDS, 그러나 중간 물질 (RMW)은 런타임에 교체 될 수 있습니다. 여러 RMW로 작업하는 방법에 대한 가이드를 참조하십시오.

Setup environment

source /opt/ros/jazzy/setup.bash

Simple Examples

설치하신 경우 ros-jazzy-desktop위에서 몇 가지 예를 시도해 볼 수 있습니다.

한 터미널에서 설정 파일을 소스로 만든 다음 C++ 실행 talker:

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
ros2 run demo_nodes_cpp talker

다른 터미널에서 설정 파일을 소스로 만든 다음 Python을 실행 listener:

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
ros2 run demo_nodes_py listener

주요 시뮬레이터 비교

시뮬레이터	특징	ROS2 지원	난이도
Gazebo (Classic/Ignition)	ROS 공식 시뮬레이터	✅ 완벽	중
MoveIt2 + Gazebo	모션 플래닝 특화	✅ 완벽	중상
Isaac Sim	NVIDIA, 고품질 렌더링	✅ (plugin)	상
Webots	가볍고 쉬움, 공식 ROS2 패키지	✅ 공식	하
CoppeliaSim (V-REP)	교육용 무료 라이선스	✅ plugin	중
PyBullet	Python 친화적, 경량	△ 수동 연동	하

단계별 학습 경로

단계	도구	목표
1단계	Webots	기본 개념 파악 (UR5e, Panda arm 예제 기본 제공)
2단계	Gazebo + MoveIt2	실전 모션 플래닝 파이프라인 구성
3단계	ros2_control	시뮬 → 실제 하드웨어 연동 (코드 변경 최소화)

용도별 추천

모션 플래닝 / 일반 로봇팔 제어

Gazebo + MoveIt2 + ros2_control
UR, Franka Panda, Kinova 등 주요 로봇 공식 패키지 존재

포인트클라우드 연동 (용접 등 산업용)

Gazebo + MoveIt2 + ros2_control
시뮬레이터 내 depth sensor 추가 가능
실기기 전환 시 launch 파일 교체만으로 대응 가능

강화학습 / 대량 병렬 시뮬레이션

Isaac Sim (Isaac Lab) 또는 PyBullet
Isaac Lab: GPU 병렬 환경으로 RL 학습에 최적

교육 / 빠른 프로토타이핑

Webots
설치 간단, 예제 풍부, 리소스 소모 적음

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Tutorials

ROS2 로봇 만들기 - WikiDocs