Valentin Wiener

• Die vorliegende Arbeit gibt einen Einblick in die Programmierung fahrerloser Transportsysteme mithilfe des Robot Operating Systems. Das ursprünglich für Forschungszwecke erstellte System wurde weiterentwickelt, um den hohen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Eine für die Zukunft relevante Eigenschaft, um fahrerlose Transportsysteme effizient einzusetzen, ist die Echtzeitfähigkeit. In dieser Arbeit wird die Echtzeitfähigkeit von ROS 1 sowie von ROS 2 untersucht. Zu diesem Zweck werden im einleitenden theoretischen Teil die Grundlagen zu diesem Fachgebiet geklärt. Hierzu werden die Themen Robot Operating System, Echtzeitfähigkeit sowie Informationen zu den verwendeten Komponenten bearbeitet. Im praktischen Teil der Arbeit wurde zu Beginn der Testaufbau erarbeitet, gefolgt von der Programmierung der Latenzzeitmessungen. Um Rückschlüsse auf die Echtzeitfähigkeit des Systems zu ziehen, wurden die Messungen hinsichtlich der Eigenschaften Rechtzeitigkeit, Zuverlässigkeit sowie Gleichzeitigkeit durchgeführt. Das Robot Operating System 2 bietet eine Vielzahl an Konfigurationsmöglichkeiten, die die Echtzeitfähigkeit beeinflussen können. Um eine gewichtige Aussage tätigen zu können, wurden neben ROS 1 sechs Varianten von ROS 2 untersucht. Abschließend werden die Messungen analysiert und auf Basis dessen wird eine Aussage zur Echtzeitfähigkeit des Robot Operating Systems getroffen.
• This master’s thesis provides insight into the programming of autonomous guided vehicles using the Robot Operating System (ROS). This system was originally designed for research purposes and was modified for the strict requirements of the industry a few years ago. A crucial requirement to use autonomous guided vehicles efficiently is real-time capability. In this master’s thesis, the real-time capability of the ROS 1 as well as of the ROS 2 is investigated. The introductory theoretical section addresses the basics of this subject area, including the ROS, real-time capability, as well as information on the components that are necessary for the realization of real time capability. At the beginning of the practical section, the test setup is elaborated. For the analysis of real-time capability, latency measurements must be performed. The programming of these measurements is a further part of the practical section of the thesis. To provide reliable conclusions on real-time capability, measurements on timeliness, reliability, and simultaneity are carried out. The ROS 2 offers a variety of configurations which can influence real-time capability. Therefore, a total of six different ROS 2 configurations are investigated in addition to one ROS 1 variant. Finally, statements are made about the real-time capability of the ROS based on all measurements.