HeRo 2.0: A Low-Cost Robot for Swarm Robotics Research
Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）；Instituto Tecnológico Vale（淡水河谷技术研究所）
电子元件小型化的现状，加上硬件和软件效率的提高，使得可以开发更小、更紧凑的机器人系统。使用这些小型，简单，但功能强大的机器人的便利性已经聚集了研究界对群体机器人实际应用的注意力。本文提出了一种新的平台群机器人应用程序的设计，是低成本，易于组装使用现成的组件，并与最常用的机器人框架今天：ROS（机器人操作系统）的深度集成。机器人平台是完全开放的，由3D打印的身体和开源软件组成。我们描述了它的体系结构，提出了它的主要特点，并评估其功能执行实验使用一对夫妇的机器人。结果表明，所提出的移动机器人是非常有效的，由于其体积小，降低了成本，适合于群体机器人的研究和教育。
2022-03-04 cs.AI cs.MA cs.RO
Toychain: A Simple Blockchain for Research in Swarm Robotics
Université Libre Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）
本研究实现了轻量级Python区块链Toychain，支持多机器人工具集成、Python智能合约部署与自定义共识协议，已实现两种共识机制，适用于群体机器人研究。
2024-07-09 cs.RO
Pogobot: an Open-Source, Low-Cost Robot for Swarm Robotics and Programmable Active Matter
Sorbonne Université, CNRS, ISIR（索邦大学，法国国家科学研究中心，ISIR研究所）；Gulliver Lab, ESPCI Paris - PSL（Gulliver实验室，巴黎ESPCI-PSL）；Sorbonne Université, SUMMIT（索邦大学，SUMMIT研究所）；Sorbonne Université, CNRS, IBPS, LJP（索邦大学，法国国家科学研究中心，IBPS，LJP）
本文提出开源低成本机器人平台Pogobot，通过振动/轮式运动、红外定向通信和模块化架构，支持群体智能与可编程活性物质研究，并已在多所大学部署超过200台。
2025-11-07 cs.AI cs.MA cs.RO
Decentralized Planning for Car-Like Robotic Swarm in Cluttered Environments
Zhejiang University（浙江大学）；Huzhou Institute of Zhejiang University（浙江大学湖州研究院）
本文提出一种面向类车机器人集群的分散式规划框架，结合拓扑引导路径搜索、基于搜索的速度规划与时空优化，实现杂乱环境中的实时避碰与动力学可行轨迹生成，并通过仿真和实机实验验证其鲁棒性。
2023-07-05 cs.RO
ROS 2 for RoboCup
University of Hertfordshire（赫特福德大学）
在RoboCup社区的团队之间共享代码和解决方案一直有很大的动力。然而，由于使用的框架种类繁多，而且它们在处理感官信息方面存在差异，因此团队之间的代码传输通常很复杂。RoboCup@Home联盟通过过渡到ROS作为通用框架来解决这个问题。相比之下，其他联赛，如那些使用人形机器人，不愿意使用ROS，因为在这些联赛中，实时处理和低计算复杂性是至关重要的。然而，ROS 2现在提供了对实时处理的内置支持，并承诺适用于嵌入式系统和多机器人系统。它还提供了将运行机器人所需的一组节点组成单个进程的可能性。正如我们将要展示的，这减少了通信开销，并允许有一个单一的二进制文件，这与3D模拟联赛等比赛有关。虽然ROS 2还没有宣布可以生产，但我们已经开始开发ROS 2软件包，以便与人形机器人（真实和模拟）一起使用。本文介绍了开发的模块，我们的贡献ROS 2核心和RoboCup相关的软件包，最重要的是，它提供了基准，表明ROS 2是一个有前途的候选人之间的联盟使用的通用框架。
2019-06-29 cs.RO cs.SE
Utilizing ROS 1 and the Turtlebot3 in a Multi-Robot System
The University of Toledo（托莱多大学）
ROS（Robot操作系统）已经成为测试新算法、替代硬件配置和原型的普遍应用。通过使用其模块化框架进行研究，它可以简化共享新工作和集成。然而，它有许多新的功能和术语，对于新用户来说可能需要相当多的时间来学习。本文将探讨如何设置和配置ROS和ROS包，以便在单个主网络上与多机器人系统一起工作。
2020-11-20 cs.RO cs.SY eess.SY
A Modular and Scalable System Architecture for Heterogeneous UAV Swarms Using ROS 2 and PX4-Autopilot
Helmut-Schmidt-University（海姆-施密特大学）
本文提出一种基于PX4-Autopilot和ROS 2的异构无人机集群模块化可扩展架构，通过独立节点实现硬件无缝集成，支持编队飞行与视觉跟踪，并在仿真与真实环境中验证。
2025-10-31 cs.RO
ROSCell: A ROS2-Based Framework for Automated Formation and Orchestration of Multi-Robot Systems
Technical University of Berlin（柏林技术大学）；Fraunhofer FOKUS（弗劳恩霍夫研究所）
本文提出ROSCell框架，通过灵活编排异构设备计算连续体，实现多机器人系统的自动化部署与协调，实验表明其在边缘设备上显著降低能耗与成本。
2026-03-24 cs.RO
Robots that Sync and Swarm: A Proof of Concept in ROS 2
University of Klagenfurt（克拉根福大学）
最近提出了一个统一的数学模型的同步和群集。每个系统实体，称为“swarmalator”，以这两个属性相互耦合的方式与其他实体协调其内部相位和位置。本文首次在技术系统中认识和研究了自适应振荡器的概念。我们适应和扩展其使用移动机器人的原始模型，并在机器人操作系统2（ROS 2）中实现它。小型机器人的仿真和实验证明了该模型的可行性，并显示其潜在的应用于现实世界的系统。在理论上实现的所有类型的时空模式都可以在实践中重现。应用可以在监测、探索、娱乐和艺术等领域找到。
2019-09-12 cs.RO
HeRoSwarm: Fully-Capable Miniature Swarm Robot Hardware Design With Open-Source ROS Support
University of Georgia（佐治亚大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
使用大量微型群体机器人的实验是理想的教学，研究和测试多机器人和群体智能算法及其应用。为了实现群机器人的全部潜力，它不仅应该能够运动，而且还应该能够具有多种选择的传感，计算，通信和电源管理模块。目前为商业和学术研究目的开发的群机器人平台缺乏这些关键属性中的几个，只关注其中的几个方面。因此，在本文中，我们提出了HeRoSwarm，这是一个具有开源硬件和软件支持的全功能群机器人平台。拟议的机器人硬件是一种低成本设计，具有商业现成的组件，独特地将多种传感，通信和计算模式与各种电源管理功能集成到一个微小的足迹中。此外，我们的群机器人具有里程计功能，支持机器人操作系统（ROS），在同类产品中是独一无二的。这种简单而强大的群体机器人设计已经通过不同的原型变体和多机器人实验演示得到了广泛的验证。
2022-11-06 cs.RO
ROS-NetSim: A Framework for the Integration of Robotic and Network Simulators
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Tampere University（坦佩雷大学）；U.S. Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
多智能体系统在现代机器人技术中扮演着重要的角色。由于这些系统的性质，代理之间通过通信的协调是经常必要的。事实上，感知-动作-通信（PAC）回路，或在通信信道上闭合的感知-动作回路，是多机器人系统的关键组成部分。然而，我们缺乏适当的工具来模拟PAC循环。为此，在本文中，我们介绍了ROS-NetSim，一个ROS包，作为机器人和网络模拟器之间的接口。使用ROS-NetSim，我们可以通过精确模拟PAC循环来获得机器人和网络交互的高保真表示。我们提出的方法是轻量级的，模块化和自适应。此外，它可以使用许多可用的网络和物理模拟器，通过使用我们提出的接口。总而言之，ROS-NetSim（i）对ROS目标应用程序是透明的，（ii）对所使用的特定网络和物理模拟器是不可知的，（iii）在保真度和复杂性方面是可调的。作为我们贡献的一部分，我们向社区提供了ROS-NetSim的开源实现。
2021-01-25 cs.RO
ChoiRbot: A ROS 2 Toolbox for Cooperative Robotics
University of Bologna（博洛尼亚大学）
在本文中，我们介绍ChoiRbot，一个工具箱，分布式合作机器人的基础上，新的机器人操作系统（ROS）2。ChoiRbot提供了一个功能齐全的工具集来执行复杂的分布式多机器人任务，无论是在模拟还是实验中，特别关注没有中央协调器的异构机器人网络。由于其模块化结构，ChoiRbot允许高度直接实现基于优化的分布式控制方案，如分布式最优控制，模型预测控制，任务分配，其中本地计算和与相邻机器人的通信交替进行。为此，工具箱提供了解决分布式优化问题的功能。该软件包还可以用于实现分布式反馈法，不需要优化功能，但需要机器人之间的信息交换。的工具箱的潜力与移动地面机器人的分布式机器人方案的模拟和实验说明。ChoiRbot工具箱可在https://github.com/OPT4SMART/choirbot上找到。
2021-03-12 cs.RO
Towards Large-Scale Scalable MAV Swarms with ROS2 and UWB-based Situated Communication
Turku Intelligent Embedded and Robotic Systems (TIERS) Lab（图尔库智能嵌入与机器人系统实验室）；University of Turku（图尔库大学）
微型飞行器群的设计和开发最近获得了重大的牵引力。协同空中蜂群在监视和监测、库存管理、搜索和救援或娱乐业等不同领域都有潜在的应用。根据定义，群体智能具有分布式特性。然而，在真正的分布式系统中进行实验并不总是可能的，因为所采用的大部分底层生态系统需要某种中央控制。事实上，在概念的实验证明中，大多数研究都依赖于更传统的连接解决方案和集中式方法。通常使用外部定位解决方案，例如运动捕捉（MOCAP）系统、视觉标记或超宽带（UWB）锚点。或者，群内解决方案通常在以下方面受到限制，例如，范围或视野。研究和开发得到了e-puck、kilobot或crazyflie四旋翼机等平台的支持。我们认为，需要像Crazyflie这样具有更先进的机载处理能力和传感器的廉价平台，同时提供可扩展性和强大的通信和本地化解决方案。在下文中，我们提出了一个目前正在开发的空中集群的研究和开发平台，其中我们利用Wi-Fi网状连接和分布式ROS 2中间件以及UWB测距和通信进行现场通信。我们提出了一个平台，利用ROS 2中间件，Wi-Fi网状连接，UWB测距和通信，建立大规模的自主MAV群。该平台基于Ryze Tello Drone，Raspberry Pi Zero W作为配套计算机以及相机模块，以及Decawave DWM 1001 UWB模块用于测距和基本通信。
2021-03-11 cs.RO
FogROS2-SGC: A ROS2 Cloud Robotics Platform for Secure Global Connectivity
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
FogROS2-SGC扩展了ROS2云机器人平台，通过全局唯一标识符安全高效地连接跨地域、网络和DDS的机器人系统，无需代码修改且比rosbridge快19倍。
2023-06-29 cs.RO
CrazyChoir: Flying Swarms of Crazyflie Quadrotors in ROS 2
University of Bologna（博洛尼亚大学）
本文提出基于 ROS 2 的模块化 Python 框架 CrazyChoir，用于 Crazyflie 四旋翼集群的仿真、通信、分布式优化与控制，并通过编队、取送货和轨迹跟踪实验验证其有效性。
2023-05-30 cs.RO
Experimental Setup and Software Pipeline to Evaluate Optimization based Autonomous Multi-Robot Search Algorithms
Department of Mechanical And Aerospace Engineering, University at Buffalo（机械与航空航天工程系，布法罗大学）；Department of Computer Science and Engineering, University at Buffalo（计算机科学与工程系，布法罗大学）
本文提出了一种新的实验室规模物理设置和开源软件流水线，使用声源和e-puck机器人评估多机器人搜索算法，填补了仿真与真实物理环境之间的测试空白。
2025-07-11 cs.MA cs.RO
Control and Coordination of a SWARM of Unmanned Surface Vehicles using Deep Reinforcement Learning in ROS
Vellore Institute of Technology（韦洛尔理工学院）
本文针对无人水面艇集群协调控制问题，提出基于ROS和Gazebo的自主通信模型，并采用MA-DDPG多智能体深度强化学习方法实现分散式实时目标跟踪，提升集群整体性能与稳定性。
2023-04-17 cs.RO
ROS package search for robot software development: a knowledge graph-based approach
National University of Defense Technology（国防科技大学）；Key Laboratory of Software Engineering for Complex Systems（复杂系统软件工程重点实验室）；Zhejiang University（浙江大学）
本文提出一种基于语义级ROS软件包知识图谱（RPKG）的搜索方法，通过多维特征提取和微调BERT-ROS模型生成嵌入，结合多特征加权相似性的语义匹配算法，以提高ROS软件包搜索的准确性。
2023-12-22 cs.RO cs.SE
Swarmodroid & AMPy: Reconfigurable Bristle-Bots and Software Package for Robotic Active Matter Studies
School of Physics and Engineering, ITMO University（物理与工程学院，ITMO大学）；Department of Computer-Aided Design, Saint Petersburg Electrotechnical University "LETI"（计算机辅助设计部门，圣彼得堡电力大学"LETI"）
本文提出Swarmodroid 1.0平台及AMPy软件包，用于研究主动物质的群体动态，通过可重构的绒毛机器人和运动学分析实现高定制化和开放性。
2025-11-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cs.RO
ROSoClingo: A ROS package for ASP-based robot control
University of Potsdam（波茨坦大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
知识表示和推理能力是至关重要的认知机器人技术，因为它们提供了更高层次的认知功能的推理行动，环境，目标，感知等，虽然答案集编程（ASP）是非常适合这样的功能建模，有到目前为止没有无缝的方式使用ASP在机器人环境。我们解决这个缺点，并展示了如何利用最近开发的反应ASP系统提供适当的推理能力的机器人系统内。更准确地说，我们提供了一个集成了响应式ASP求解器oClingo与流行的开源机器人中间件ROS的包。由此产生的系统，ROSoClingo，提供了一个通用的方式，通过该ASP程序可以用来控制机器人的行为，并响应机器人的行动的结果。
2013-07-28 cs.AI cs.RO
Toward a Wearable Biosensor Ecosystem on ROS 2 for Real-time Human-Robot Interaction Systems
Purdue University（普渡大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
可穿戴生物传感器可以实现连续的人类数据捕获，促进现实世界人机交互（HRI）系统的开发。然而，缺乏标准化的图书馆和实施增加了额外的复杂性，人力资源投资系统的设计，并排除跨学科和机构的合作。在这里，我们介绍了一种新的可穿戴生物传感器包的机器人操作系统2（ROS 2）系统。ROS2正式支持实时的【形】计算和多机器人系统，从而从多个节点提供易于使用和可靠的流式数据。该软件包简化了生物传感器HRI集成，降低了进入的技术壁垒，并将生物传感器生态系统扩展到机器人领域。每个生物传感器包节点遵循一个通用的节点和主题结构，集中在易用性。目前的包装能力，列出的生物传感器，突出包装标准化。收集的示例数据证明了每个生物传感器完全集成到ROS 2中。我们预计，ROS2生物传感器包的标准化将大大简化许多学科的使用和交叉协作。可穿戴生物传感器包在GitHub上公开发布，网址为\https：//www.example.com。
2021-10-08 cs.HC cs.RO
anafi_ros: from Off-the-Shelf Drones to Research Platforms
Nanyang Technological University（南洋理工大学）
现成的无人机操作简单，易于维护空中系统。然而，由于专有的飞行软件，这些无人机通常不提供任何开源接口，使它们能够在研究或教学中自主飞行。这项工作介绍了一个用于ROS1和ROS2的软件包，用于与Parrot ANAFI家族的现成无人机进行直接接口。开发的ROS包与硬件无关，允许无缝连接到所有四种支持的无人机模型。该框架可以轻松连接到同一地面站的单个无人机或一组无人机。开发的软件包在无人机能力的极限下进行了密集测试，并进行了精心记录，以方便全球其他研究小组使用。
2023-03-03 cs.RO
SwarmNxt: Open-source Software-Hardware Platform for Fast and Agile Aerial Swarms
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
SwarmNxt是一个基于开源OmniNxt硬件的ROS 2软件平台，提供端到端工具包，通过六机分布式规划和四机板载深度估计实验，验证了快速敏捷的自主集群导航能力。
2026-09-11 cs.RO
Swarm-in-Blocks: Simplifying Drone Swarm Programming with Block-Based Language
本文介绍基于块的语言Swarm-in-Blocks及其2.0版本，使无人机集群编程无需深入掌握ROS或编程知识，从而简化集群管理并拓展编程教育机会。
2025-08-15 cs.RO
ROS and Buzz: consensus-based behaviors for heterogeneous teams
École Polytechnique de Montréal（蒙特利尔理工学院）
本文讨论了开发人员在异构机器人系统上部署分布式决策行为时遇到的挑战。许多应用受益于多个机器人的使用，但如果依赖于中央控制站，其可扩展性和适用性从根本上受到限制。超越集中式方法可能会增加嵌入式智能的复杂性，对网络拓扑的敏感性，并使物理机器人上的部署繁琐且容易出错。通过将面向群的程序设计语言Buzz与ROS的标准环境相集成，证明了需要分布式共识的行为可以在实践中成功部署。从模拟到现场，行为脚本保持不变，适用于异构机器人团队。我们提出了我们的解决方案的软件结构，以及从Buzz实现一个强大的通用共识策略所需的面向群的范式。我们展示了我们的解决方案的适用性与异构地面和空中机器人团队的模拟和实验。
2017-10-24 cs.RO
Seeing is Not Believing: Breaking the Physical-to-Digital Trust Boundary in Robotics
University College London（伦敦大学学院）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本文揭示ROS 2中通过环境变量注入恶意钩子劫持机器人并伪造遥测数据欺骗验证者的漏洞，在实体机械臂上以87%成功率实时攻击成功。
2026-09-09 cs.CR cs.RO
ROS Based Visual Programming Tool for Mobile Robot Education and Applications
Inovasyon Muhendislik Ltd. Sti.（伊诺瓦逊工程有限公司）
可视化程序设计语言（VPL）提供无需键入文本的编码。VPL通过自动添加一些常用的代码结构，使程序员更容易编写代码。编码初学者通常有两个主要挑战：将想法转换为逻辑表达式和语法错误。VPL不可能出现重复错误，因为没有忘记的括号和括号。VPL为程序员提供了专注于算法的工具。VPL是教育机器人环境的新趋势。在这项研究中，机器人操作系统（ROS）兼容的基于Web的可视化编程系统已经开发的evarobot。ROS提供库和工具来帮助软件开发人员创建机器人应用程序。它提供硬件抽象、设备驱动程序、库、可视化工具、消息传递、包管理等。Blockly已被用作研究的VPL，并用于生成/使用模块（通信、传感等）。在该系统中，服务器端和客户端之间的通信由rosbridge软件包提供支持。连接到ROS的Web页面，它使用roslibjs库在服务器上运行。Rosbridge为非ROS程序提供了一个JSON API到ROS功能。
2020-11-27 cs.RO
A RoboStack Tutorial: Using the Robot Operating System Alongside the Conda and Jupyter Data Science Ecosystems
Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）；QUT Centre for Robotics（昆士兰科技大学机器人中心）；QuantStack；Fondazione Istituto Italiano Di Tecnologia (Italian Institute of Technology)（意大利理工学院）；Microsoft（微软）
我们认为，它是有益的，紧密耦合广泛使用的机器人操作系统与Conda，跨平台，语言无关的包管理器，和基于Web的交互式计算环境，提供科学计算。我们为Conda提供了新的ROS包，使其能够轻松地与数据科学和机器学习包一起安装。多个ROS版本（目前是ROS1 Melodic和Noetic，以及ROS2 Foxy和Galactic）可以在一台机器上同时运行，并提供用于Linux，Windows和OSX以及ARM架构（例如Raspberry Pi和新的Apple Silicon）的预编译二进制文件。为了应对ROS生态系统的庞大规模，我们通过用C++重写关键部分，显著提高了Conda求解器和构建系统的速度。我们进一步贡献了一系列用于ROS的扩展，包括用于实时绘图，调试和机器人控制的插件，以及与Zethus（一个类似RViz的可视化工具）的紧密集成。总的来说，RoboStack结合了数据科学和机器人领域的最佳技术，帮助研究人员和开发人员为他们的学术和工业项目构建定制解决方案。
2021-12-15 cs.RO
A Systematic Comparison of Simulation Software for Robotic Arm Manipulation using ROS2
University of Glasgow（格拉斯哥大学）；National Manufacturing Institute in Scotland（苏格兰国家制造研究所）
仿真软件是机器人研究的强大工具，它允许真实世界的虚拟表示。然而，随着机器人操作系统（ROS）的兴起，有新的仿真软件包，还没有在文献中进行比较。本文提出了一个系统的审查与ROS版本2兼容的仿真软件。重点是机器人手臂操作的研究，因为它代表了工业中最常用的机器人应用及其未来对数字孪生的适用性。为此，我们在类似的参数，任务和场景下对仿真软件进行基准测试，并根据其长期运行的能力，完成任务的成功率，可重复性和资源使用情况对其进行评估。我们发现，没有最好的仿真软件整体，但两个仿真包（点火和Webots）有更高的稳定性比其他，而在资源使用方面，PyBullet和Coppeliasim消耗低于他们的竞争对手。
2022-04-13 cs.RO
MGPRL: Distributed Multi-Gaussian Processes for Wi-Fi-based Multi-Robot Relative Localization in Large Indoor Environments
School of Computing, University of Georgia（计算机学院，佐治亚大学）
本文提出MGPRL，一种基于Wi-Fi的多机器人相对定位分布式框架，利用多输出高斯过程预测RSSI场并结合加权凸包对齐估计相对位姿，在定位精度和计算效率上优于现有方法。
2025-06-30 cs.AI cs.MA cs.RO
Swarm-SLAM : Sparse Decentralized Collaborative Simultaneous Localization and Mapping Framework for Multi-Robot Systems
Polytechnique Montréal（蒙特利尔理工学院）
本文提出开源多机器人协同SLAM系统Swarm-SLAM，通过稀疏去中心化架构和回环闭合优先级排序技术，在减少通信的同时加速收敛，支持多种传感器并在多数据集和真实三机器人实验中验证。
2024-01-12 cs.CV cs.RO
A Scalable Multi-Robot Framework for Decentralized and Asynchronous Perception-Action-Communication Loops
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
针对大型环境中机器人群体协作因感知和通信能力有限面临的挑战，提出一种基于去中心化异步感知-行动-通信循环的可扩展框架，利用聚合GNNs实现高效协作覆盖，提升实际应用适应性。
2026-09-24 cs.AI cs.RO
Can ROS be used securely in industry? Red teaming ROS-Industrial
Universität Klagenfurt（克拉根福大学）；Alias Robotics；Joanneum Research（约阿内研究所）
随着其在工业中的应用越来越广泛，ROS正迅速成为机器人领域的标准。虽然ROS 2的发展前景看好，但行业中缓慢的采用周期将推动ROS 2在未来几年内的广泛采用。与此同时，ROS将占上风，这就提出了一个问题：ROS是否可以安全地用于工业用例，即使它的起源没有考虑它？本研究通过在涉及ROS工业和ROS包的合成工业用例中进行有针对性的攻击性安全练习来实验性地分析这个问题。我们的练习导致了四组攻击，这些攻击设法破坏ROS计算图，并且除了一个之外，所有攻击都控制了大多数机器人端点。据我们所知，考虑到我们的设置，结果不利于ROS在当今工业中的安全使用，然而，我们设法确认某些机器人端点的安全性，并对确保ROS工业部署保持乐观。
2020-09-17 cs.RO
Reciprocal Multi-Robot Collision Avoidance with Asymmetric State Uncertainty
我们提出了一个一般的分散制定的一大类避碰方法，并表明，所有这种形式的避碰方法保证是无碰撞的。这个类包括文献中的几个现有算法作为特例。然后，我们提出了一个特定的例子，这种碰撞避免方法，CARP（相互投影避免碰撞），这是有效的，即使当其他代理的位置和速度的估计是嘈杂的。该方法的主要计算步骤涉及一个小的凸优化问题的解决方案，这可以在实践中快速解决，即使在嵌入式平台上，使其实际用于计算受限的机器人，如四旋翼。这种方法可以扩展到找到更高的动态系统，如四旋翼的光滑多项式轨迹。我们证明了这种算法的性能在模拟和一个团队的物理四旋翼。我们的方法发现，在17.12ms的中位数时间为100个随机生成的障碍物的285个实例的最佳投影，并产生安全的多项式轨迹在60赫兹以上的板上四旋翼。我们的论文是伴随着一个开源的Julia实现和ROS包。
2021-07-22 cs.RO math.OC
Efficient Coordination and Synchronization of Multi-Robot Systems Under Recurring Linear Temporal Logic
Department of Information Engineering, University of Padova（帕多瓦大学信息工程系）；Division of Decision and Control Systems, School of Electrical Engineering and Computer Science, KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院电气工程与计算机科学学院决策与控制系统系）
提出一种结合离线计划综合与在线协调的底层方法，通过实时通信动态调整计划，并引入同步机制处理动作延迟，实现多机器人系统的可扩展协调与同步框架。
2026-06-05 cs.RO cs.SY eess.SY
ROS-Mobile: An Android application for the Robot Operating System
University of Luebeck（吕贝克大学）
控制和监控复杂的自主和半自主机器人系统是一项具有挑战性的任务。Robot操作系统（ROS）是作为一个运行在Ubuntu Linux上的机器人中间件系统而开发的，它允许硬件抽象、各个进程之间的消息传递和包管理。然而，缺少对移动设备（如智能手机或平板电脑）的ROS应用程序的主动支持。我们为Android开发了一个ROS应用程序，它带有一个直观的用户界面，用于控制和监控机器人系统。我们的开源贡献可以用于各种各样的任务和许多不同类型的机器人。此外，它可以很容易地定制和添加新功能。在本文中，我们给出了一个大纲的软件架构，主要功能，并显示了一些可能的用例在不同的移动机器人系统。
2020-11-05 cs.RO
The Bridge between Xsens Motion-Capture and Robot Operating System (ROS): Enabling Robots with Online 3D Human Motion Tracking
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利技术研究院）
本文提出将 Xsens 惯性动作捕捉系统的 3D 运动学数据转换为 ROS 消息并生成 URDF 模型，通过发布 xsens_mvn_ros 软件包，实现了机器人在 RViz 中对在线 3D 人体运动的追踪与可视化。
2023-06-30 cs.RO
LBR-Stack: ROS 2 and Python Integration of KUKA FRI for Med and IIWA Robots
School of Biomedical Engineering & Imaging Sciences, King’s College London（伦敦国王学院生物医学工程与影像科学学院）
LBR-Stack通过ROS 2和Python集成KUKA FRI，扩展其功能并简化使用，专为硬实时应用设计，支持在Gazebo仿真及真实硬件中控制LBR Med和IIWA 7/14机器人。
2024-10-08 cs.RO
ROS georegistration: Aerial Multi-spectral Image Simulator for the Robot Operating System
Air Force Research Laboratory（美国空军研究实验室）
本文介绍了一个名为ROS地理配准的软件包，该软件包旨在与Robot操作系统（ROS）和Gazebo 3D仿真环境一起使用。ROSgeoregistration提供了用于模拟、测试和部署航空地理配准算法的工具，并通过本文提供的链接提供。提供了一个模型创建软件包，该软件包从谷歌地球引擎数据库下载多光谱图像，并在必要时将这些图像合并为一个可能非常大的参考图像。此外，提供了一个Gazebo插件，该插件使用实时传感器姿态和图像形成模型来使用指定的参考图像生成模拟图像，以及用于UAV相关数据的相关插件。这项工作的新颖性有三个方面：（1）这是第一个将Google Earth Engine的大规模多光谱成像数据库链接到Gazebo模拟器的系统，（2）这是第一个可以从同一地形区域的多个传感器视图模拟地理空间和辐射精确图像的系统示例，与其他UAS工具的集成创建了一个新的整体UAS仿真环境，以支持UAS系统和子系统的开发，其中真实世界的测试通常是禁止的。将感测到的图像和地面实况配准信息发布到客户端应用程序，客户端应用程序可以与来自其他有效载荷传感器的遥测同步地接收图像，IMU、GPS/GNSS、气压计和风速传感器数据。为了突出功能，我们演示了用于模拟电光（EO）和合成孔径雷达（SAR）图像传感器的ROSgeoregistration，以及用于开发和评估基于图像的UAS位置反馈的示例用例，即，用于基于图像…
2022-01-19 cs.CV cs.RO
Tuning ROS 2 for Energy-Efficient Navigation: Empirical Insights from Costmap 2D Configurations
Federal University of Technology - Paraná (UTFPR)（巴拉那联邦理工大学）；University of Southern Denmark (SDU)（南丹麦大学）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Vrije Universiteit (VU) Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）
本文通过受控实验研究ROS 2中Costmap 2D配置对移动机器人导航能耗的影响，发现配置需针对具体环境选择，并识别出影响性能与能耗的关键设置。
2026-09-14 cs.RO cs.SY eess.SY
A ROS~2-based Navigation and Simulation Stack for the Robotino
FH Aachen University of Applied Science（亚琛应用技术大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；The Mobile Autonomous Systems and Cognitive Robotics Institute（移动自主系统与认知机器人研究所）
本文为Robotino平台开发了基于ROS2和Webots的导航与仿真栈，集成Nav2实现定位与导航，并通过真实实验验证了其可行性与仿真一致性。
2024-11-14 cs.RO
Automatic Extraction of Time-windowed ROS Computation Graphs from ROS Bag Files
Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）；Federal University of Technology, Paraná (UTFPR)（巴拉那联邦理工大学（UTFPR））
针对机器人系统运行时软件架构重配置影响运行属性的问题，提出从ROS bag文件静态提取时间窗口化架构信息的方法，经数百个挖掘自公开仓库的文件验证，可助力ROS系统架构的讨论与推理。
2023-05-25 cs.RO cs.SE
ROS 2 on a Chip, Achieving Brain-Like Speeds and Efficiency in Robotic Networking
Acceleration Robotics（加速机器人公司）
本文提出将ROS 2消息传递基础设施直接嵌入专用硬件芯片，FPGA原型实现微秒级收发，相比CPU软件实现大幅提升通信速度与能效并极大降低延迟。
2024-04-28 cs.RO
Mini bot 3D: A ROS based Gazebo Simulation
最近采用的机器人操作系统（ROS）作为机器人技术的软件标准，为该领域的几个问题提供了新的解决方案。一个这样的问题被称为具有自主导航的同时定位与地图构建（SLAM），对于该问题，来自不同类别的多个算法可用作ROS包，准备好用于任何兼容的机器人。自主移动机器人的许多预期应用要求它们在没有外部基础设施支持的情况下在各种复杂环境中导航。为了执行这种机载导航，机器人必须利用可用的传感器技术，并以自适应的方式融合当前环境中最可靠的数据，并在实际实施之前优化算法参数，以减少工作时间。本文将回顾最近的努力，开发车载导航系统，可以无缝转换室外和室内环境之间的无缝连接，不同的地形无缝使用露台模拟器与ROS集成。调查的方法包括SLAM，里程计和本地化。概述了现有技术的重点是适应动态传感器的不确定性，动态对象和动态场景的方法。关于这项工作的经验报告应该为寻求室内应用的自主SLAM解决方案的机器人专家提供见解。
2023-02-13 cs.RO
ROS for Human-Robot Interaction
University of the West of England（西英格兰大学）
将实时、复杂的社会信号处理集成到机器人系统中--特别是在现实世界中的多方交互情况下--是人机交互（HRI）社区中许多人面临的挑战。由于缺乏任何标准的人类代表模型，这将促进社会感知组件和管道的开发和互操作性，这一困难更加复杂。我们在本文中介绍了一套公约和标准接口的HRI方案，旨在与机器人操作系统（ROS）使用。它的直接目的是促进许多与人权倡议有关的软件工具之间核心功能的互操作性和可重复使用性，从骨架跟踪到人脸识别，再到自然语言处理。重要的是，这些接口被设计为与广泛的HRI应用相关，从高层次的人群模拟，到群体层次的社交互动建模，再到人体运动学的详细建模。我们通过提供一个参考管道实现来演示这些接口，该参考管道实现被打包成便于社区下载和评估。
2020-12-27 cs.HC cs.RO
VirTooS: A ROS 2 - Unity Virtualization Toolkit for Fleet Management of Autonomous Mobile Robots
Department of Electrical, Electronic and Information Engineering, University of Bologna（博洛尼亚大学电气、电子与信息工程学院）
本文提出VirTooS工具包，结合ROS 2与Unity引擎，支持自主移动机器人车队管理，可构建混合现实虚拟实验环境，实现真实与虚拟机器人交互，源代码将在GitHub公开。
2026-08-27 cs.RO
neuROSym: Deployment and Evaluation of a ROS-based Neuro-Symbolic Model for Human Motion Prediction
School of Computer Science, University of Lincoln（林肯大学计算机科学学院）；Dept. of Information Engineering, University of Padua（帕多瓦大学信息工程系）
本文提出基于 ROS 的 neuROSym 软件包，将 NeuroSyM 神经符号运动预测架构部署到 TIAGo 机器人，并在线对比 SGAN，验证其在准确率和运行时上的总体优势。
2024-06-24 cs.LG cs.RO
SMARTmBOT: A ROS2-based Low-cost and Open-source Mobile Robot Platform
Purdue University（普渡大学）
本文介绍了一个基于Robot操作系统2（ROS2）的开源移动机器人平台SMARTmBOT。SMARTmBOT的特点，包括低成本，模块化，可定制和可扩展的设计，使其成为一个容易实现和有效的机器人平台，以支持广泛的机器人研究和教育，涉及单机器人或多机器人系统。每个机器人的总成本约为210美元，大多数硬件组件可以通过通用3D打印机制造，因此允许用户方便地构建机器人或更换任何损坏的部件。SMARTmBot还配备了丰富的传感器，使其能够胜任一般任务场景，例如点对点导航和避障。我们通过各种机器人导航实验和应用程序验证了SMARTmBOT的移动性和功能，任务包括去目标，纯追求，线以下，和群集。读取传感器、从嵌入式摄像头流式传输以及控制机器人（包括机器人导航控制器）所需的所有源代码都可以通过在线存储库获得，该存储库可以在https://github.com/SMARTlab-Purdue/SMARTmBOT上找到。
2022-03-16 cs.AR cs.RO cs.SY
ROS2WASM: Bringing the Robot Operating System to the Web
Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）；QuantStack；RWTH Aachen（亚琛工业大学）；Italian Institute of Technology（意大利技术研究院）
本文提出 ROS2WASM，将 RoboStack 与 WebAssembly 集成，使 ROS 2 可直接在浏览器中运行，无需本地安装，从而提升机器人研究的可复现性、安全性与教育可及性。
2025-03-07 cs.RO
RoSmEEry: Robotic Simulated Environment for Evaluation and Benchmarking of Semantic Mapping Algorithms
Sapienza University of Rome（罗马大学）；DIAG（安东尼奥·鲁贝尔蒂计算机、控制与管理工程系（DIAG））
人机交互需要对操作环境有一个共同的理解，这可以通过一个融合了几何和符号知识的表示来提供：语义地图。通过语义地图，机器人可以通过将用户命令与其感官观察相结合来解释用户命令。语义映射就是构建这种表示的过程。尽管语义映射是机器人中实现认知和高级推理的基础，但由于对不同场景和感官数据类型的泛化，语义映射是一项具有挑战性的任务。事实上，难以获得环境和其中的对象的丰富且准确的语义图。此外，到目前为止，还没有框架可以比较在给定环境下构建语义映射的性能。为了解决这些问题，我们设计了RoSmEEry，这是一个基于Gazebo模拟器的新型框架，我们在其中引入了一种易于访问且随时可用的方法来系统评估语义映射算法。我们发布我们的框架，作为一个开源软件包，与多个模拟环境的目的是提供一个通用的设置，以定量测量的性能，在获取语义知识的环境。
2021-05-17 cs.RO
OtterROS: Picking and Programming an Uncrewed Surface Vessel for Experimental Field Robotics Research with ROS 2
Queen’s University at Kingston（女王大学）；Ingenuity Labs Research Institute（Ingenuity Labs研究院）；Department of Electrical & Computer Engineering（电气与计算机工程系）
针对无人水面艇（USV）研究平台较少的问题，本文提出开源 ROS 2 解决方案 OtterROS，通过野外实验验证其有效性，并提供推荐硬件与示例包以减少非重复性工程。
2024-04-23 cs.RO cs.SY eess.SY
Volatile memory forensics for the Robot Operating System
ALIAS ROBOTICS（艾利亚斯机器人技术公司）；JOANNEUM RESEARCH（约翰内姆研究所）
机器人技术对工业和社会的影响越来越大，必然会导致机器人参与事故和灾难。在这种情况下，法医分析是关键技术，可以提供有用的证据，说明发生了什么，并试图防止未来的事件。本文讨论Robot操作系统（ROS）的易失性内存取证。作者首先概述了机器人技术中的取证技术，然后介绍了一个名为linux_rosnode的机器人特定的Volatility插件，该插件封装在ros_volatility项目中，旨在从机器人的易失性存储器中提取证据。他们演示了如何使用此插件来检测ROS上的特定攻击模式，其中发布者节点在外部未注册，导致拒绝服务和机器人行为中断。一步一步地介绍了执行取证分析的常见做法，并描述了捕获内存的几种技术。作者最后介绍了一些未来的意见，同时提供参考，以复制他们的工作。
2018-12-22 cs.CR cs.RO
Augmented Reality Interfaces for Human-Robot Collaboration: Development of a ROS 2-Based Sensor Streaming Framework and Validation via SLAM Algorithms
本文开发了连接Magic Leap 2与ROS 2的传感器流框架，经SLAM算法验证，实现稳定数据传输，支持人机协作中的实时交互与空间感知。
2026-09-28 cs.RO
Modular Customizable ROS-Based Framework for Rapid Development of Social Robots
Intelligent Systems Research Center, SKKU（成均馆大学智能系统研究中心）
提出开源框架SROS，通过模块化分层架构集成ROS、Web和Android，实现感知与交互技能的即插即用部署，支持社交机器人的快速原型开发与跨域同步交互。
2023-11-27 cs.RO cs.SE cs.SY
