Τεκμηρίωση του Turtlebot 3 Burger

Abstract

Το Turtlebot είναι ένα robot χαμηλού κόστους, με λογισμικό ανοιχτού κώδικα. Δημιουργήθηκε στο Willow Garage από τον Melonee Wise και τον Tully Foote τον Νοέμβριο του 2010. H κυκλοφορία του ωστόσο έχει διακοπεί, αντικαθιστώντας το με τις σειρές: ● (Turtlebot 2 Family ) που χωρίζεται σε Turtlebot 2, 2i, 2e και Euclid, καθώς και ● (Turtlebot 3 Family) που χωρίζεται σε Turtlebot 3 Burger, Waffle και Waffle Pi. Στόχος αυτής της πτυχιακής είναι αναλυτική τεκμηρίωση του Turtlebot 3 burger τόσο σε επίπεδο hardware όσο και σε software. Ποιο αναλυτικά θα αναφερθούμε στους εξής τομείς: 1. Τι είναι το R.O.S (Robot operating system), ποια τα βασικά χαρακτηριστικά του, ποιος το ελέγχει, ποια Robot το χρησιμοποιούν και σε τι λειτουργικά συστήματα μπορεί να εγκατασταθεί; 2. Πως γίνεται η εγκατάσταση του R.O.S μέσω εντολών του τερματικού του Linux και πως εγκαθίσταται το ubuntu 16.04 που είναι το λειτουργικό που θα χρησιμοποιηθεί στην προκειμένη περίπτωση ; 3. Πως δημιουργείται το catkin, τι είναι R.O.S κόμβοι και ο R.O.S Master,πως δημοσιεύονται και πως εγγράφονται οι κόμβοι, πως καλούμε τον R.O.S Master χρησιμοποιώντας την εντολή Roscore, ποιες εντολές καθορίζουν τους κόμβους(nodes) και τα θέματα(topics); 4. Turtlesim το πρώτο R.O.S robot προσομοίωσης χρησιμοποιώντας το τερματικό του Linux για την πλοήγησή του καθώς και άλλες παραμέτρους για το περιβάλλον του. 5. Πως να δημιουργήσουμε το πρώτο δίτροχο R.O.S robot σε προσομοίωση χρησιμοποιώντας το RVIZ (εγκαθιστώντας το πρώτα μέσω εντολών) και πώς μέσω URDF αρχείων προσθέτουμε μέρη στο robot μας π.χ. (ρόδες, ακτίνες χρώμα, κυλίνδρους κ.α.); 6. Πως εξομοιώνεται το robot που έχεις δημιουργήσει σε διάφορα περιβάλλοντα είτε έτοιμα είτε αυτά που μπορείς να δημιουργήσεις μέσο του GAZEBO. Πως το εγκαθιστώ και ποιες είναι οι δυνατότητές του; 7. Εισαγωγή στο Turtlebot3 Burger, φόρτωση του λογισμικού προσομοίωσης και εκτέλεση της προσομοίωσης στο gazebo, αντιμετώπιση προβλημάτων, εντολές του R.O.S σε συνδυασμό με το Gazebo, χειρισμός του Turtlebot μέσο: a) πληκτρολογίου, b) εντολών του τερματικού, c) Αυτόνομα μέσο Python script. 8. Τι είναι το rqt_graph, rqt message και τι είναι η οδομετρία τόσο στην προσομοίωση όσο και στην πραγματικότητα; 9. Πλοήγηση του Turtlebot σε πραγματικό κόσμο με την χρήση 3D vision αισθητήρα και πιο συγκεκριμένα με την Microsoft Kinect,εγκατάσταση και έλεγχος του αισθητήρα, χαρτογράφηση του χώρου για αυτόνομη πλοήγηση. Η τεκμηρίωση των προαναφερθέντων έγινε σε εργαστήριο του Τ.Ε.Ι Κεντρικής Μακεδονίας στις Σέρρες, σε πραγματικές συνθήκες για τη συλλογή πληροφοριών και έκβαση συμπερασμάτων. Θα αναφερθούμε για το κάθε ένα ξεχωριστά και με περισσότερες λεπτομέρειες στα επόμενα κεφάλαια που θα ακολουθήσουν.

Turtlebot is a low-cost robot with open source software. It was created at Willow Garage by Melonee Wise and Tully Foote in November 2010.His release has been interrupted and replaced with the following versions: ● Turtlebot 2, 2i,2e and Euclid, as well as ● Turtlebot 3 Burger, Waffle, Waffle Pi The aim of this diploma thesis is the detailed documentation of the Turtlebot 3 Burger in both, software and hardware. More specifically, we will refer to the following areas: 1. What is R.O.S, who controls it, what the privileges of learning it, which robots use it and in which O.S can be installed? 2. How can be installed using Linux terminal commands and how you install Ubuntu 16.04 which is the O.S in our occasion? 3. How do you create catkin workspace, what are R.O.S nodes and R.O.S Master, how do they publish and how the nodes are registered, how do I invoke the ROS Master using the roscore command and which commands define the nodes and the topics? 4. Turtlesim, the first R.O.S simulation robot using the Linux terminal for navigation and other environmental parameters. 5. How to create the first two-wheeled R.O.S robot in simulation using RVIZ (“first you must have installed”) and how you can add parts through URDF files such es (wheels, color, shape, rays, axis) etc.? 6. How do you simulate the robot in different environments in GAZEBO, how do you install it and what are its capabilities? 7. Introduction to Turtlebot 3 Burger , both loading simulation software and running it with Gazebo, troubleshooting ,commands of R.O.S in conjunction with GAZEBO, manipulating Turtlebot through a)keyboard, b)terminal commands, c)Autonomous using Python script. 8. What is rqt_graph, rqt messages and odometry in both simulation and reality 9. Turtlebot navigation in real word using 3D vision sensors, specifically Microsoft Kinect, installing and controlling the sensor, mapping the area for autonomous navigation. The documentation of the above mentioned it, had be done in a laboratory of T.E.I SERRON, in real conditions for the mining of information and conclusion outgrowth. We will refer to each one separately and in more details in the next following chapters.