01. Bevezetés

Robot Operating System (ROS) bevezetés

A robot fogalma

Joseph Engelberger, pioneer in industrial robotics: "I can't define a robot, but I know one when I see one."
Wikipedia: "A robot is a machine—especially one programmable by a computer— capable of carrying out a complex series of actions automatically. Robots can be guided by an external control device or the control may be embedded within. Robots may be constructed on the lines of human form, but most robots are machines designed to perform a task with no regard to their aesthetics."
ISO 8373:2012 Robots and robotic devices – Vocabulary, FDIS 2012: "A robot is an actuated mechanism programmable in two or more axes with a degree of autonomy, moving within its environment, to perform intended tasks."
Rodney Brooks, Founder and CTO, Rethink Robotics: "A robot is some sort of device, wich has sensors those sensors the world, does some sort of computation, decides on an action, and then does that action based on the sensory input, which makes some change out in the world, outside its body. Comment: the part "make some change outside its body" discriminates a washing machine from e.g. a Roomba."
Tamás Haidegger, Encyclopedia of Robotics: "A robot is a complex mechatronic system enabled with electronics, sensors, actuators and software, executing tasks with a certain degree of autonomy. It may be pre-programmed, teleoperated or carrying out computations to make decisions."

Mi a ROS?

Open-source, robotikai célú middleware
Modularitás, újra-felhasználhatóság (driverek, algoritmusok, library-k, ...)
Hardware absztrakció, ROS API
C++ és Python támogatás
Ubuntu Linux (kivéve ROS 2)
Népes közösség

Történet

2000-es évek közepe, Stanford: robotikai célú rugalmas, dinamikus szoftverrendszer prototípusok fejlesztése
2007, Willow Garage: inkubáció, kialakult a ROS alapja BSD open-source licensz alatt
Robotikai kutatások területén egyre inkább elterjedt, PR2
2012: Ipari robotika, ROS-Industrial
2017: ROS 2

Fejlesztőkörnyezet felállítása - Házi feladat

Ajánlott környezet:

Ubuntu 20.04
ROS Noetic
IDE: QtCreator

ROS

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
sudo apt install curl
sudo apt update
sudo apt install ros-noetic-desktop-full
source /opt/ros/noetic/setup.bash

A source parancs a környezeti változók beállításáért felelős, ezt minden új terminálablak megnyitásakor meg kell(ene) adni. Ez a parancs beilleszthető a ~/.bashrc fájl végére, amely minden terminálablak megnyitásakor lefut, így nem kell mindig beírnunk:

echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

ROS dependencies

sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential
sudo rosdep init
rosdep update

Ha ezzel megvagyunk, a következő parancssal tesztelhetjük a ROS telepítésünket:

roscore

További csomagok

Az alábbi csomagokra is szükség lesz a félév során, így ezeket is érdemes feltelepíteni:

sudo apt install libxml2-dev libraw1394-dev libncurses5-dev qtcreator swig sox espeak cmake-curses-gui cmake-qt-gui git subversion gfortran libcppunit-dev libqt5xmlpatterns5-dev python3-catkin-tools python3-osrf-pycommon libasound2-dev libgl1-mesa-dev xorg-dev

QtCreator

ROS csomagok fejlesztéséhez jelenleg a leginkább használható IDE a QtCreator, melyhez ROS plugin is készült. Az installer az alábbi linken elérhető. A "18.04 offline installer"-t érdemes használni, ez működik Ubunutu 20.04-en is.

https://ros-qtc-plugin.readthedocs.io/en/latest/_source/How-to-Install-Users.html

Ha letöltöttük, az IDE az alábbi paranccsal telepíthető (fontos, hogy cdzzünk be a letöltés helyére):
```
sudo ./qtcreator-ros-bionic-latest-online-installer.run
```
Amikor a telepítő kérdezi, hova telepítse, módosítsuk pl. /home/<USER>/QtCreator mappára. Ha a root-ba teléepítjük, nem fogjuk tudni futtatni. A telepítés után "Qt Creator (4.9.2)" néven keressük.

Suggestion

Install Terminator terminal emulator:

sudo apt update
sudo apt install terminator