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摘要: Learn Right Now, Prepare For Future
课程围绕机器人操作系统(ROS2)的应用展开,包括机器人学的基础理论和常用工具。借助立体多样的示例,课程可以为使用ROS2进行机器人开发设计的学员提供一个扎实的基础和相关应用全貌。课程将学习如何创建软件包、包括仿真、连接传感器和执行器以及集成控制算法,通过一套指导教程,掌握应用ROS2从零开始设置环境,连接各个传感器和执行器并实现机器人控制系统(导航)。
目标:
- ROS2(DDS)架构:节点、主题、消息、服务、参数和行动– 核心概念
- 控制台命令:浏览和分析ROS2系统和catkin & ament工作区colcon– 编译工具
- 创建ROS2包:结构、启动文件和实践– 基础功能包
- C ++客户端库(rclcpp):创建自己的ROS2 C++ 程序–ROS C++代码入门
- Python客户端库(rclpy):创建自己的ROS2 Python程序–ROS Python代码入门
- 仿真器:Ignition Gazebo、机器人模型(URDF)和仿真环境(SDF) – 模拟工具
- 使用可视化(Rviz2)和用户界面工具(rqt)– 人机交互(选修手势和语音)
- ROS2工具:TF2转换系统、时间、记录包– 其他工具集
- 选修部分:Matlab、Webots和CoppeliaSim,增补Navigation2和MoveIt2– 应用
- 注:ROS 2.0 Humble;Windows11 IoT+ Ubuntu 22.04 LTS长期支持版本
大纲:
- 预备理论部分:
- Linux基础、C++和Python要点、ROS2安装与配置注意事项
- 机器人运动学等相关理论与ROS2的关系
- 工程结构、通信架构、常用工具和客户端库说明
- 案例驱动型课程讲练模式简介,分解与集成思维模式,机器人编程方法论
- 编程实践部分:
课程模块1 |
1 ROS架构与基本概念 2 ROS节点和主题 3控制台命令 4 Colcon工作区和编译系统 5启动文件 6 Gazebo仿真器 |
课程模块2 |
1 ROS功能包结构 2 ROS C++客户端库 3 ROS Python客户端 4 ROS订阅器和发布器 【机器人工程专业|机器人编程实践-ROS2基础与应用-第⑦版】5 ROS参数服务器 6 Rviz可视化工具 |
课程模块3 |
1 TF2坐标转换系统 2 rqt用户接口 3 机器人模型(URDF) 4 仿真描述(SDF) 5 仿真和实例 -turtlebot |
课程模块4 |
1 ROS服务 2 ROS行动 3 ROS时间 4 ROS记录包 5 Bag使用案例 |
课程模块5 |
1 案例学习(esp32等) a功能包移植和使用 b机器人应用(口袋版) (cozmo+tello+……) c依据情况调整考核项目 2 答疑交流 |
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