آموزش ROS برای مبتدیان II: محلی سازی، ناوبری و SLAM

سرفصل ها و درس ها

بررسی اجمالی دوره Course Overview

• این دوره در مورد چیست؟ What is this course about?

• در مورد مربی About the instructor

• [جدید] مهم: ROS Navigation و SLAM را نصب کنید [NEW] Important: Install ROS Navigation and SLAM

• [جدید] مهم: دستورالعمل نصب TB3 [NEW] Important: Installation Instructions of TB3

• [ROS Noetic] Turtlebot3 Simulator را نصب کنید [ROS Noetic] Install Turtlebot3 Simulator

• محیط های شبیه سازی Turtlebot3 Turtlebot3 Simulation Enviornments

• دمو ساده Turtlebot3 Simple Turtlebot3 Demo

• کد را از مخزن GitHub دریافت کنید Get the code from GitHub Repository

• نکته در مورد تنظیم مسیر برای ناوبری مبتنی بر نقشه Note about path setting for map-based navigation

• پیوند به ماشین مجازی از پیش نصب شده Link to the pre-installed virtual machine

نسخه ی نمایشی معرفی ناوبری ROS ROS Navigation Introductive Demo

• معرفی نسخه ی نمایشی ناوبری Navigation Demo Intro

• نکته مهم در مورد نسخه ی نمایشی Important note about the demo

• Turtlebot3 Simulator را راه اندازی کنید Start the Turtlebot3 Simulator

• اگر در راه اندازی شبیه ساز Turtlebot3 مشکل دارید If you have a problem starting Turtlebot3 simulator

• تنظیم مکان اولیه ربات Setting the initial location of the robot

• قاب ها Frames

• محل قرارگیری ربات در فریم های مختلف Location of the robot in different frames

• جهت گیری در فضای سه بعدی چگونه نمایش داده می شود؟ How orientation is represented in 3D space?

• مثال ناوبری Navigation Example

• سوال عمومی در مورد نسخه نمایشی ناوبری General Question on the Navigation Demo

فریم های دوبعدی، تبدیل ها و محلی سازی 2D Frames, Transformations and Localization

• بخش بررسی اجمالی و نتایج یادگیری Section Overview and Learning Outcomes

• ژست یک ربات در یک قاب Pose of a robot in a frame

• ژست یک ربات Pose of a robot

• برخورد با فریم های متعدد Dealing with Multiple Frames

• بررسی اجمالی تحولات Transformations Overview

• ترجمه دو بعدی 2D Translation

• چرخش دو بعدی 2D Rotation

• ماتریس تحول عمومی: ترجمه + چرخش The General Transformation Matrix: Translation + Rotation

• مثال گویا در مورد تبدیل دوبعدی Illustrative Example on 2D Transformation

• تحولات دو بعدی 2D Transformations

فریم های سه بعدی، تبدیل ها و محلی سازی 3D Frames, Transformations and Localization

• معرفی قاب سه بعدی 3D Frame Introduction

• قانون دست راست The Right-Hand Rule

• قاب ها و دگرگونی های سه بعدی 3D Frames and Transformations

• مثال تبدیل سه بعدی 3D Transformation Example

جهت یابی در فضای سه بعدی Orientation in 3D Space

• جهت گیری در فضای سه بعدی چگونه نمایش داده می شود؟ How orientation is represented in 3D Space?

• نمایش سه زاویه The Three-Angle Representation

• نمایندگی بردار دلخواه The Arbitrary Vector Representation

• کواترنیون ها Quaternions

بسته TF: Frames، Transformations and Localization در ROS توضیح داده شده است The TF Package: Frames, Transformations and Localization in ROS Explained

• نمای کلی بسته tf The tf package overview

• TF در ROS چیست؟ What is TF in ROS?

• URDF: زبانی برای توصیف فریم ها و تبدیل در یک مدل ربات URDF: Language for the Description of Frames and Transformation in a Robot Model

• چرا TF مهم است؟ Why TF is important?

• مروری بر ابزارهای پکیج tf Overview of tf package utilities

• تبدیل جهت بین کواترنیون و Roll-Pitch-Yaw با استفاده از TF Convert Orientation between Quaternion and Roll-Pitch-Yaw using TF

• خواندن انحراف یک ربات از جهت گیری آن در کواترنیون Reading the Yaw of a Robot from its Orientation in Quaternion

• خط فرمان پکیج tf و ابزارهای کمکی The tf package command line and utilities

• خط فرمان [PRE-ROS-NOETIC] view_frames [PRE-ROS-NOETIC] view_frames command line

• [جدید در ROS Noetic] نکته در مورد view_frames [NEW in ROS Noetic] Note about view_frames

• بیشتر در مورد view_frames more about view_frames

• خط فرمان tf_echo tf_echo command line

• خط فرمان tf_monitor tf_monitor command line

• ناشر تبدیل استاتیک static transform publisher

• یک تبدیل را در یک گره ROS پخش کنید Broadcast a transformation in a ROS Node

• به یک تبدیل در یک گره ROS گوش دهید Listen to a transformation in a ROS Node

ناوبری مبتنی بر نقشه Map-based navigation

• بررسی اجمالی ناوبری ربات موبایل Mobile Robot Navigation Overview

• نمای کلی ناوبری مبتنی بر نقشه Map-based Navigation Overview

• SLAM نمایش و بحث SLAM Demonstration and Discussions

• ساختار Maps در ROS را درک کنید Understand the structure of Maps in ROS

• گره های ROS و فایل راه اندازی مورد استفاده برای SLAM را درک کنید Understand ROS Nodes and Launch File used for SLAM

• نسخه نمایشی ناوبری مبتنی بر نقشه Map-based Navigation Demo

• رفتار بازیابی The Recovery Behavior

• فایل راه اندازی ناوبری را درک کنید Understand the navigation launch file

• نوشتن یک گره ROS برای ناوبری ربات (پایتون) Writing a ROS Node for Robot Navigation (Python)

• رفتارهای بازیابی پشته ناوبری را درک کنید Understand the Recovery Behaviors of the Navigation Stack

• راه اندازی ربات برای پشتیبانی از پشته ناوبری ROS Robot Setup to Support the ROS Navigation Stack

پیکربندی و تنظیم پارامترهای پشته ناوبری Configuration and Tuning of the Navigation Stack Parameters

• تنظیم پشته ناوبری: بیان مشکل Navigation Stack Tuning: Problem Statement

• تنظیم حداکثر/حداقل سرعت و شتاب ربات Tuning Max/Min Velocities and Accelerations of the Robot

• تنظیم پارامتر Global Planner Global Planner Parameter Tuning

• نمای کلی برنامه ریز مسیر محلی Local Path Planner Overview

• الگوریتم رویکرد پنجره پویا (DWA). The Dynamic Window Approach (DWA) Algorithm

• تنظیم زمان شبیه سازی الگوریتم DWA Tuning the Simulation Time of the DWA Algorithm

• امتیازدهی مسیر DWA DWA Trajectory Scoring

• تنظیم امتیازات مسیر DWA Tuning the DWA Trajectory Scores

ناوبری واکنشی Reactive Navigation

• بررسی اجمالی Overview

• نمای کلی اپلیکیشن فالوور Overview of the Follower Application

• یک پخش کننده TF برای فریم های متصل به ربات ایجاد کنید Create a TF Broadcaster for the frames attached to the robot

• شنونده TF برای فالوور TF Listener for the follower

• الگوریتم های اشکال: بررسی اجمالی Bug Algorithms: Overview

• رویکردهای BUG0، BUG1 و BUG2 BUG0, BUG1 and BUG2 Approaches

• BUG0 را در ROS پیاده سازی کنید Implement the BUG0 in ROS