Robot Operating System 2 (ROS2) ist ein weit verbreitetes Framework für die Entwicklung von Robotik-Anwendungen. Für die Ausführung einer ROS2-Laufzeitumgebung stehen verschiedene Plattformen zur Verfügung. Dieser Artikel vergleicht die beiden häufig genutzten Optionen Raspberry Pi und VirtualBox hinsichtlich ihrer Eignung, Vorteile und Nachteile für den Einsatz mit ROS2.
Der Raspberry Pi ist ein Einplatinencomputer, der sich durch seine kompakte Bauweise, Energieeffizienz und die Möglichkeit des direkten Hardwarezugriffs auszeichnet. Er wird häufig in der Robotik eingesetzt, insbesondere wenn reale Sensoren und Aktoren angesteuert werden sollen. Die ARM-Architektur des Raspberry Pi ermöglicht dabei ein praxisnahes Testen von ROS2-Anwendungen auf echter Embedded-Hardware.
- Direkter Zugriff auf Hardware wie Sensoren und Aktoren
- Geringer Stromverbrauch und hohe Mobilität
- Praxisnahe Entwicklung für Embedded-Systeme
- Breite Community-Unterstützung und zahlreiche Anleitungen
- Begrenzte Rechenleistung und Arbeitsspeicher
- Längere Installations- und Kompilierungszeiten
- Eingeschränkter Komfort bei der Entwicklung (z. B. Arbeiten über SSH)
VirtualBox ist eine Virtualisierungssoftware, mit der auf einem Host-PC verschiedene Betriebssysteme als virtuelle Maschinen (VMs) betrieben werden können. Für die Entwicklung und Simulation von ROS2-Anwendungen bietet eine VM eine flexible und leistungsfähige Umgebung, insbesondere für ressourcenintensive Aufgaben wie Simulationen.
- Nutzung der Rechenleistung des Host-PCs, geeignet für komplexe Simulationen
- Flexible Verwaltung durch Snapshots und parallele Installationen verschiedener ROS2-Versionen
- Komfortable Entwicklungsumgebung mit gewohnten Desktop-Tools
- Einfache Wiederherstellung und Verteilung von Systemabbildern
- Eingeschränkter oder kein direkter Zugriff auf physische Robotik-Hardware
- Virtualisierungsbedingter Performance-Overhead
- Mögliche zusätzliche Konfiguration bei der Anbindung von Peripheriegeräten
| Kriterium | Raspberry Pi | VirtualBox (VM) |
|---|---|---|
| Hardwarezugriff | Direkt, realitätsnah | Eingeschränkt bis nicht möglich |
| Performance | Eingeschränkt (abhängig vom Pi) | Abhängig vom Host-PC, meist besser |
| Flexibilität | Weniger flexibel (nur Pi-OS/Ubuntu) | Sehr flexibel (Snapshots, Verschiedene OS) |
| Entwicklungskomfort | Eingeschränkt (SSH, weniger Tools) | Hoch (volle Desktop-Umgebung) |
| Mobilität | Sehr mobil, stromsparend | An Host-PC gebunden |
| Simulationen | Eingeschränkt | Gut möglich |
| Einstiegshürde | Etwas höher (Linux/ARM-Kenntnisse) | Geringer (bekannte Desktop-Umgebung) |
Die Wahl zwischen Raspberry Pi und VirtualBox als ROS2-Laufzeitumgebung hängt von den jeweiligen Anforderungen ab. Für hardware-nahe Robotikprojekte und reale Tests empfiehlt sich der Einsatz eines Raspberry Pi. Für Entwicklung, Simulation und schnelles Experimentieren bietet eine VirtualBox-Umgebung auf einem leistungsfähigen PC mehr Flexibilität und Komfort. In der Praxis werden beide Ansätze häufig kombiniert, um die jeweiligen Vorteile optimal zu nutzen.