Robot Operating System (ROS) - Grundlagen

Seminarziel

Nach Abschluss des Seminars sind die Teilnehmenden in der Lage, die geeignete ROS-Version zu identifizieren und zu installieren. Sie beherrschen die grundlegenden ROS-Befehle und können sicher mit der Linux-Shell sowie Python arbeiten. Zudem haben sie ein Verständnis für die grundlegenden Prinzipien von ROS entwickelt und sind in der Lage, einfache Nodes zu erstellen, die miteinander interagieren.

Inhalt

• Einführung in ROS
  • Überblick und Geschichte: Was ist ROS und warum ist es wichtig? Historische Entwicklung und Hauptmerkmale.
  • Anwendungsbereiche: Typische Anwendungsbereiche von ROS, einschließlich Robotik, Automatisierung und Forschung.
• Grundlagen der Linux-Shell-Befehle
  • Vorstellung der wichtigsten für ROS notwendigen Shell-Befehle.
  • Ausgewählte Übungen.
• Grundlagen der Python-Programmierung
  • Vorstellung der wichtigsten für ROS notwendigen Python-Befehle.
  • Ausgewählte Übungen.
• Grundlegende Konzepte und Architektur
  • ROS-Architektur: Überblick über die Architektur und die wichtigsten Komponenten von ROS.
  • Kommunikationsinfrastruktur: Einführung in Nodes, Topics, Services und Messages.
  • ROS-Distributionen: Unterschiede zwischen ROS 1 und ROS 2, und die Wahl der richtigen Distribution.
• Einrichtung und erste Schritte
  • Installation und Konfiguration: Einrichtung der ROS-Umgebung und Installation der notwendigen Pakete.
  • Arbeitsbereich einrichten: Erstellen und Konfigurieren eines neuen Arbeitsbereichs.
  • Grundlegende Befehle: Nutzung grundlegender ROS-Befehle zur Steuerung und Verwaltung von Nodes.
• Erstellung und Verwaltung von Nodes
  • Schreiben einfacher Nodes: Erstellung und Ausführung einfacher Nodes in Python.
  • Kommunikation zwischen Nodes: Implementierung der Kommunikation zwischen Nodes über Topics und Services.
• Sensoren und Aktuatoren Integration
  • Sensorintegration: Anbindung und Nutzung von Sensoren (z. B. Temperatursensoren) in ROS. 
  • Sensordatenverarbeitung: Verarbeitung und Analyse von Sensordaten.
  • Aktuatorensteuerung: Steuerung von Aktuatoren (z. B. LEDs, Servomotoren) über ROS.
• Praktische Übung: Entwicklung von einfachen ROS-Anwendungen
  • Problemstellung: Entwickeln Sie eine einfache ROS-Anwendung, die zwei Nodes zur Kommunikation nutzt.
  • Problemstellung: Entwickeln Sie eine einfache ROS-Anwendung, die ROS mit dem Arduino-Mikrocontroler verbindet, um exerne Sensoren-/Aktuatoren zu auszulesen und zu steuern.
• Praktische Übungen 2 (optional): Übungen am Roboterarm igus "ReBeL"
  • Nach Verfügbarkeit des Roboterarms können die Teilnehmer ihr gelerntes Wissen direkt an einem realen Roboterarm ausprobieren.