Beschreibung
Einführung in ROS: Grundlagen für die Roboterprogrammierung
Das Seminar bietet eine gründliche Einführung in das Robot Operating System (ROS), eine essentielle Plattform für die Entwicklung von Robotikanwendungen. In diesem dreitägigen Kurs erwerben die Teilnehmenden sowohl theoretisches Wissen als auch praktische Fähigkeiten. Sie lernen die Installation und Konfiguration von ROS, die Handhabung seiner Kernfunktionen wie Nodes, Topics und Services und den Einsatz von Visualisierungs- und Simulationstools.Weiterhin wird die Integration von Sensoren und Aktuatoren behandelt, sowie fortgeschrittene Themen der Robotikprogrammierung wie Bewegungssteuerung und Navigation. Anhand von spezifischen Projekten wie Iron Irwini und Jazzy Jalisco werden realistische Anwendungsszenarien und Herausforderungen der Robotik verdeutlicht
Kommende Starttermine
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Inhalte / Module
- Einführung in ROS
- Was ist ROS und warum wird es verwendet?
: Ein Überblick über das Robot Operating System, seine Hauptkomponenten und die Vorteile seiner Verwendung in verschiedenen Robotikprojekten. - Überblick über die ROS-Community und Ressourcen
: Vorstellung der globalen ROS-Community, wichtiger Online-Plattformen und Ressourcen, die für Anfänger und Fortgeschrittene zur Verfügung stehen.
- Was ist ROS und warum wird es verwendet?
- Installation und Einrichtung
- Installation von ROS auf verschiedenen Betriebssystemen
: Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Installation von ROS auf Linux, Windows und macOS, einschließlich der Lösung gängiger Installationsprobleme. - Einrichten der ROS-Umgebung und erste Schritte
: Erläuterung der Konfiguration der ROS-Umgebung, Verwendung der Befehlszeilenschnittstelle und Einrichten eines einfachen ROS-Workspace.
- Installation von ROS auf verschiedenen Betriebssystemen
- Grundlegende ROS-Konzepte
- Nodes, Topics, Messages und Services
: Einführung in die Kernkonzepte von ROS, einschließlich der Funktionsweise und des Managements von Nodes, Topics, Messages und Services. - Verwendung von roscore und rosrun
: Praktische Demonstrationen zur Nutzung von roscore und rosrun, um ROS-Komponenten zu starten und zu verwalten.
- Nodes, Topics, Messages und Services
- Erste Schritte mit dem ROS Master
- Starten und Überwachen des ROS Masters
: Anleitung zum Starten des ROS Masters und Überwachen seiner Aktivitäten mittels ROS-Befehlen. - Interaktion mit dem ROS Graph
: Nutzung von Tools wie rqt_graph zur Visualisierung der Beziehungen und Aktivitäten zwischen verschiedenen ROS Nodes.
- Starten und Überwachen des ROS Masters
- Erstellen einfacher Publisher und Subscriber
- Erstellen eines Publishers
: Schrittweise Anleitung zum Erstellen eines ROS-Publishers, der Nachrichten über ein bestimmtes Topic sendet. - Erstellen eines Subscribers
: Anleitung zum Einrichten eines ROS-Subscribers, der Nachrichten von einem Publisher empfängt und darauf reagiert.
- Erstellen eines Publishers
- ROS-Pakete und Bibliotheken
- Erstellung und Verwaltung von ROS-Paketen
: Grundlagen zum Erstellen, Verwalten und Verteilen von ROS-Paketen, einschließlich der Nutzung des catkin-Werkzeugs. - Übersicht über wichtige ROS-Bibliotheken
: Vorstellung der wichtigsten ROS-Bibliotheken und Erweiterungen, wie tf für Transformationen oder PCL für die Verarbeitung von Punktwolken.
- Erstellung und Verwaltung von ROS-Paketen
- Visualisierungswerkzeuge
- Einführung in RViz
: Grundlagen und praktische Demonstrationen zur Nutzung von RViz, einem Werkzeug für die 3D-Visualisierung von Robotikdaten. - Konfigurieren und Anzeigen von Robotik-Daten
: Anpassen von RViz zur spezifischen Anzeige und Analyse von Sensor- und Bewegungsdaten.
- Einführung in RViz
- Kommunikation und Datenübertragung
- Synchronisation von Nachrichten
: Methoden zur Synchronisation von eingehenden Nachrichten aus verschiedenen Quellen zur Vermeidung von Datenverlust oder -verzögerungen. - Services und Aktionsserver
: Tiefgreifende Erklärung zur Nutzung von ROS-Services und Action-Servers zur effektiven Kommunikation und Ausführung längerer Aufgaben.
- Synchronisation von Nachrichten
- Robotermodellierung mit URDF
- Erstellung und Verwendung von URDF-Dateien
: Erklärungen zum Aufbau und zur Struktur von URDF-Dateien, die zur Definition von Robotermodellen verwendet werden. - Visualisierung von Robotermodellen
: Techniken zur Visualisierung und Überprüfung von Robotermodellen in ROS mittels RViz und Gazebo.
- Erstellung und Verwendung von URDF-Dateien
- Echtzeitdatenbearbeitung
- Einführung in ROSbag
: Beschreibung des Tools ROSbag zum Aufnehmen und Wiedergeben von Roboterdaten, die während der Ausführung gesammelt wurden. - Aufnehmen und Wiedergeben von Sensordaten
: Praktische Anleitung zum effizienten Umgang mit Datenlogs, deren Speicherung und späteren Analyse.
- Einführung in ROSbag
- Entwicklungsumgebungen und Simulation
- Einrichten von ROS mit IDEs
: Details zur Einbindung von ROS in gängige Entwicklungsumgebungen und die Konfiguration erforderlicher Plugins zur Unterstützung der ROS-Entwicklung. - Verwendung von ROS in Simulationsumgebungen wie Gazebo
: Einführung in die Simulation von Robotern in virtuellen Umgebungen, die Integration von physikalischen Eigenschaften und Sensoren, und Anleitung zu ersten Simulationen.
- Einrichten von ROS mit IDEs
- Integration von Sensoren und Aktuatoren
- Anschließen und Konfigurieren von Hardware-Komponenten
: Detaillierte Anleitung zur Auswahl und technischen Spezifikation von kompatiblen Sensoren und Aktuatoren, sowie Informationen zu benötigten Treibern und Bibliotheken. - Kalibrierung und Fehlerbehebung
: Methoden zur Kalibrierung von Sensoren für präzise Daten und Strategien zur Fehlerbehebung bei technischen Problemen.
- Anschließen und Konfigurieren von Hardware-Komponenten
- Erweiterte Robotikprogrammierung
- Implementierung von Bewegungssteuerungen
: Verschiedene Ansätze und Bibliotheken zur Bewegungssteuerung in ROS, sowie die Erstellung eigener Bewegungssteuerungsalgorithmen für spezielle Anwendungsfälle. - Navigation und Kartierung
: Einführung in ROS-basierte Techniken und Tools für Navigation und Kartierung, einschließlich der Verwendung des Navigation-Stacks und SLAM.
- Implementierung von Bewegungssteuerungen
- Iron Irwini: Ein Beispiel für autonome Robotersteuerung
- Überblick über das Iron Irwini-Projekt
: Kontext, Ziele und technische Spezifikationen von Iron Irwini, einem autonomen Roboter für anspruchsvolle Umgebungen. - Technische Implementierung und Herausforderungen
: Diskussion der technischen Umsetzung, einschließlich Sensorintegration, Datenverarbeitung und Entscheidungslogik.
- Überblick über das Iron Irwini-Projekt
- Jazzy Jalisco: Anwendung von ROS in der Servicerobotik
- Einführung in Jazzy Jalisco
: Beschreibung von Jazzy Jalisco, einem Serviceroboter entwickelt zur Unterstützung in öffentlichen und privaten Räumen. - Entwicklung und Besonderheiten
: Detaillierte Betrachtung der Besonderheiten, die Jazzy Jalisco auszeichnen, einschließlich Mensch-Roboter-Interaktion und adaptive Verhaltensweisen in Echtzeitumgebungen.
- Einführung in Jazzy Jalisco
Zielgruppe / Voraussetzungen
Hinweis: Dieser Kurs richtet sich an Mitarbeitende aus Unternehmen und Institutionen.
Für Privatpersonen ist dieser Kurs leider nicht geeignet.
Bitte beachten Sie: Bildungsgutscheine der Agentur für Arbeit werden für diesen Kurs NICHT anerkannt.
Abschlussqualifikation / Zertifikat
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