机器人编程实践-ROS2基础与应用-第⑦版

Posted 2022-03-05 zhangrelay

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文字版如下：

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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

合格可申请证书，考核包括：理论测试，基础实践项目，导航任务

大纲：

• 预备理论部分：
  1. Linux基础、C++和Python要点、ROS2安装与配置注意事项
  2. 机器人运动学等相关理论与ROS2的关系
  3. 工程结构、通信架构、常用工具和客户端库说明
  4. 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 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