ROB106 · Navegação, mapeamento e noções de ROS

Entenda como robôs móveis encontram o caminho: localização, mapeamento em grade de ocupação e SLAM, planejamento de trajetórias global e local com mapas de custo e os blocos do ROS 2 (nós, tópicos, serviços, ações, tf2 e Nav2) para juntar tudo em simulação no Gazebo.

Avançar · 8 horas · 4 aulas, um laboratório, uma atividade avaliada e uma peça de portfólio

Para quem é

Quem já programa movimento e percepção de robôs e quer construir navegação autônoma com ferramentas open source padrão do setor.

Pré-requisitos

ROB104 (cinemática e referenciais); recomenda-se o ROB105; Python com segurança e comandos básicos de terminal Linux.

O que você será capaz de fazer

• Explicar localização, mapeamento, planejamento e controle e como o SLAM combina os dois primeiros.
• Criar, executar e inspecionar nós ROS 2 em Python que publicam e assinam tópicos.
• Construir e salvar o mapa de um ambiente simulado com o SLAM Toolbox.
• Configurar o Nav2 para se localizar num mapa salvo e navegar até metas desviando de obstáculos.

Aulas

• Aula 1 · Localização, mapeamento e SLAM
• Aula 2 · Planejamento de trajetórias, mapas de custo e recuperação
• Aula 3 · Fundamentos do ROS 2 e a pilha Nav2
• Aula 4 · Laboratório e atividade

Laboratório: Mapeie e navegue num armazém simulado com ROS 2

Você monta um ambiente ROS 2 gratuito, escreve um nó em Python que conduz o turtlesim e depois passa para um TurtleBot3 num mundo do Gazebo. Constrói um mapa com o SLAM Toolbox, salva, se localiza nele com o AMCL e envia metas de navegação pelo Nav2, observando no RViz os mapas de custo e as trajetórias planejadas.

Ferramentas gratuitas: ROS 2 (versão LTS atual, como a Jazzy Jalisco) no Ubuntu 24.04 via WSL2, máquina virtual ou ambiente de desenvolvimento em nuvem gratuito; Gazebo; pacotes de simulação do TurtleBot3; SLAM Toolbox; Nav2; RViz (todos gratuitos e open source)

Atividade avaliada

Envie o código do seu pacote ROS 2, os arquivos do mapa salvo (.pgm e .yaml), prints ou um vídeo curto do mapeamento e da navegação e a saída de <code>ros2 node list</code> e <code>ros2 topic list</code> durante a navegação. Desenhe um diagrama dos principais nós e tópicos do seu sistema. Explique como AMCL, planejador global e controlador local trabalham juntos e descreva o que aconteceu ao acrescentar o obstáculo. Sugira duas mudanças de parâmetro que deixariam o robô mais seguro num pequeno armazém com pessoas circulando.

Peça de portfólio

Uma configuração de navegação ROS 2 funcionando, com seu próprio mapa, diagrama de nós e pacote Python, competência central num portfólio de robótica móvel.

No seu ritmo, com 12 meses de acesso. Dúvidas são respondidas por escrito pelo painel do aluno. Ao concluir o curso, você recebe um registro de conclusão.