Formation Formation Robot OS : Développer des applications robotiques avec ROS

Programme de la formation
Formation Robot OS : Développer des applications robotiques avec ROS

• Introduction à ROS et l'écosystème robotique

  - Présentation de ROS : architecture, concepts clés (nœuds, topics, services, actions)
  - Contexte historique et applications concrètes de ROS
  - Installation de ROS (Noetic/Humble) et configuration de l'environnement de développement
  - Premiers pas : exécution de programmes simples, compréhension du système de fichiers ROS (ROS Filesystem)

• Navigation dans l'environnement ROS et outils de base

  - Utilisation de `roscore`, `rosnode`, `rostopic`
  - Introduction à `rqt_graph` et `ros_comm`
  - Compréhension des paquets (packages) et du système de construction (catkin workspace)
  - Bonnes pratiques : organisation de projet et convention de nommage

• Programmation de nœuds ROS en Python & C++

  - Création de nœuds émetteurs/récepteurs (publishers/subscribers) en Python
  - Création de nœuds émetteurs/récepteurs (publishers/subscribers) en C++
  - Comparaison et choix entre Python et C++ pour des applications spécifiques
  - Débogage et gestion des erreurs dans les nœuds ROS

• Types de messages, services et actions ROS

  - Définition et utilisation des messages personnalisés (custom messages)
  - Implémentation des services (request/response) pour des interactions synchrones
  - Implémentation des actions (goal/feedback/result) pour des tâches asynchrones complexes
  - Exemples d'application : téléopération simple, commande de bras robotique

• ROSbag : Enregistrement et relecture de données robotiques

  - Enregistrement de données de topics avec `rosbag record`
  - Relecture et analyse de données avec `rosbag play`
  - Filtrage et manipulation de fichiers `rosbag`
  - Utilisation de `rosbag` pour le développement et la validation de capteurs

• Modélisation de robots avec URDF et xacro

  - Description des modèles de robots avec URDF (Unified Robot Description Format)
  - Utilisation de xacro pour des descriptions modulaires et paramétrables
  - Ajout de capteurs et d'effecteurs aux modèles URDF
  - Visualisation de modèles de robots avec RViz

• Simulation de robots avec Gazebo

  - Introduction à Gazebo : moteur physique, mondes virtuels
  - Intégration de modèles URDF/xacro dans Gazebo (plugins ROS)
  - Commande de robots simulés via des nœuds ROS
  - Simulation de capteurs (lidar, caméra) et utilisation des données

• ROS TF : Transformations et gestion de repères

  - Compréhension du concept de transformations et de repères (frames)
  - Publication de transformations statiques et dynamiques avec `tf`
  - Utilisation de `tf_echo` et `view_frames` pour déboguer le TF tree
  - Applications pratiques : navigation, manipulation d'objets

• Navigation autonome avec ROS Navigation Stack

  - Introduction au Navigation Stack : Amcl, Move_base, Global/Local planner
  - Configuration de cartes (map_server) et localisation (AMCL)
  - Planification de trajectoires et évitement d'obstacles
  - Exemples de navigation sur robot simulé

• Perception et traitement des données de capteurs

  - Acquisition et visualisation de données de caméras (image_transport)
  - Traitement d'images avec OpenCV et ROS
  - Utilisation des données de lidar/point clouds (PCL, RViz)
  - Fusion de données de capteurs (odométrie, IMU)

• Outils avancés de développement et de débogage ROS

  - Utilisation de RRT (ROS Test Framework) pour les tests unitaires
  - Débogage avancé avec `roslaunch`, `rqt_console`, `gdb`
  - Gestion des versions de code avec Git dans un environnement ROS
  - Bonnes pratiques de développement collaboratif

• Projet de synthèse et déploiement

  - Réalisation d'un projet robotique complet (choix libre ou thème proposé)
  - Intégration de tous les concepts appris (modélisation, simulation, navigation, perception)
  - Déploiement du projet sur un robot simulé ou réel (si disponible)
  - Présentation et discussion des projets, retours d'expérience