Autonomous Robot – ROS 2 + Gazebo + Foxglove Monitoring

Ez a projekt egy ROS 2 Humble alapú autonóm robot rendszert valósít meg TurtleBot3 szimulációval.
A robot LaserScan szenzoradatok alapján érzékeli az akadályokat, kiszámolja a legközelebbi akadály távolságát, ütközésveszélyt jelez, és Foxglove Studio segítségével grafikus felületen monitorozható.

A projekt az
Autonóm járművek és robotok programozása tantárgy
nagy féléves beadandójaként készült.

---

Funkciók

• TurtleBot3 szimuláció Gazebo-ban (headless mód)
• LaserScan feldolgozás (/scan)
• Minimum akadálytávolság számítás (/min_distance)
• Ütközésveszély jelzés (/collision_warning)
• Egyszerű autonóm vezérlés (/cmd_vel)
• Statikus TF kapcsolat (base_footprint → base_scan)
• Foxglove Studio vizualizáció:
  • LaserScan 3D nézet
  • Sebesség grafikonok
  • Biztonsági állapot indikátor

---

Követelmények

Operációs rendszer

• Ubuntu 22.04
  vagy
• Windows + WSL2 (Ubuntu 22.04)

Szoftverek

• ROS 2 Humble
• Gazebo Classic
• TurtleBot3 csomagok
• Foxglove Studio

---

Szükséges csomagok telepítése

sudo apt update
sudo apt install ros-humble-turtlebot3* ros-humble-gazebo-ros-pkgs

TurtleBot3 modell beállítása:

echo "export TURTLEBOT3_MODEL=burger" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

Workspace build

cd ~/ros2_ws
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build

Program futtatása – lépésről lépésre

A rendszer KÉT terminált igényel.

Mindkét terminált külön kell megnyitni.

Terminál 1 – Robot, szimuláció és vezérlés

Ebben a terminálban indul el a teljes robot rendszer.

1. Környezet betöltése

source /opt/ros/humble/setup.bash
cd ~/ros2_ws
source install/setup.bash

2. Teljes rendszer indítása (egyetlen parancs)

ros2 launch autonomous_robot tb3_headless.launch.py

Ez a launch fájl automatikusan elindítja:

• Gazebo szimulációt (headless)
• TurtleBot3 modellt
• robot_state_publisher node-ot
• statikus TF kapcsolatot (base_footprint → base_scan)
• autonóm vezérlőt (controller_node)
• biztonsági réteget (min_distance_node)
• /cmd_vel monitor node-ot

3. Ellenőrzés

ros2 topic list | grep -E "scan|min_distance|collision|cmd_vel"

Elvárt topicok:

• /scan
• /cmd_vel
• /min_distance
• /collision_warning

Terminál 2 – Foxglove Bridge

Ez a terminál a Foxglove Studio kapcsolathoz szükséges.

1. Környezet betöltése

source /opt/ros/humble/setup.bash

2. Foxglove Bridge indítása

ros2 launch foxglove_bridge foxglove_bridge_launch.xml

WebSocket cím:

ws://localhost:8765

Ellenőrzés:

ss -lntp | grep 8765

Foxglove Studio használata

1. Indítsd el a Foxglove Studio-t
2. Connect → Foxglove WebSocket
3. Add meg a címet:

ws://localhost:8765

Ajánlott panelek

3D panel

• Fixed frame: odom vagy base_footprint
• Bekapcsolva: /scan

Plot panel

• /cmd_vel.linear.x
• /cmd_vel.angular.z
• /min_distance.data

Indicator panel

• /collision_warning.data
• true → piros (STOP)
• false → zöld (OK)

Működési logika

• A LaserScan adatból kiszűrésre kerülnek:
  • NaN értékek
  • végtelen (inf) értékek
  • range_min / range_max kívüli mérések
• Meghatározásra kerül a legkisebb érvényes távolság
• Ha min_distance < stop_distance:
  • collision_warning = true
  • a robot megáll és fordul
• Egyébként:
  • a robot előre halad

Gyakori hibák

LaserScan nem látszik Foxglove-ban

ros2 run tf2_ros static_transform_publisher 0 0 0 0 0 0 base_footprint base_scan

Nem jelenik meg a min_distance

ros2 topic echo /min_distance --once