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机器人编程实践-ROS2基础与应用-第⑦版


机器人编程实践-ROS2基础与应用-第⑦版_机器人工程

文字版如下:


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​Navigation2MoveIt2​– 应用
  • 注:​ROS 2.0 ​HumbleWindows11 ​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





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