Algop Simulation

Проект для симуляции и тестирования алгоритмов навигации робота.

Структура проекта

.
├── workspace/                 # ROS рабочее пространство
│   ├── src/
│   │   └── algop_sim/        # ROS пакет с симуляцией
│   │       ├── config/       # Конфигурационные файлы
│   │       ├── launch/       # Launch файлы
│   │       ├── scripts/      # Python скрипты
│   │       ├── urdf/         # Описание робота
│   │       └── worlds/       # Миры для симуляции
├── pc_run/                   # Скрипты для запуска на ПК
│   ├── docker-compose.yml    # Конфигурация Docker
│   ├── docker_new.bash       # Скрипт создания нового контейнера
│   └── docker_run.bash       # Скрипт запуска контейнера
└── README.md                 # Этот файл

Описание компонентов

ROS пакет algop_sim

• scripts/scan_to_tf.py - Нода для преобразования данных лазерного сканера в tf-преобразования
• scripts/slam.py - Нода EKF SLAM для оценки положения робота
• scripts/fsm.py - Нода с конечным автоматом для управления движением робота. Реализует следующие состояния:
  • DriveForward - движение вперед до обнаружения препятствия
  • TurnRight - поворот направо на 90 градусов
  • DriveCircle - движение по кругу
  • TurnLeft - поворот налево на 90 градусов
  • FinalDrive - финальное движение вперед
• config/ - Конфигурационные файлы для настройки параметров
• launch/ - Launch файлы для запуска симуляции
• urdf/ - Описание робота в формате URDF
• worlds/ - Миры для симуляции в Gazebo

Скрипты для Docker

• docker-compose.yml - Конфигурация Docker контейнера
• docker_new.bash - Скрипт для создания нового контейнера
• docker_run.bash - Скрипт для запуска существующего контейнера

Инструкция по запуску

Предварительные требования

• Установленный Docker
• Установленный Docker Compose
• Доступ к интернету для загрузки образов

Запуск симуляции

1. Запуск контейнера:

cd pc_run
./docker_run.bash

2. ИЛИ подключение к запущенному контейнеру с открытием нового терминала:

cd pc_run
./docker_new.bash

3. После запуска контейнера:
   • Откроется терминал внутри контейнера
   • Перейдите в рабочую директорию ROS:

     cd /workspace

   • Соберите проект:

     catkin build

   • Загрузите переменные окружения:

     source devel/setup.bash

   • Запустите весь проект через launch файл:

     roslaunch algop_sim simulation.launch

   • Для остановки симуляции нажмите Ctrl+C
   • Для выхода из контейнера нажмите Ctrl + D

Настройка параметров

Параметры EKF SLAM можно настроить в файле slam.py:

• Q - матрица шума процесса
• R - матрица шума измерений
• covariance - начальная ковариация

Параметры конечного автомата можно настроить в файле fsm.py:

• LINEAR_SPEED - линейная скорость движения
• ANGULAR_SPEED - угловая скорость поворота
• DISTANCE_THRESHOLD - порог расстояния до препятствия
• ANGLE_THRESHOLD - угол поворота
• CIRCLE_TIME - время движения по кругу
• CIRCLE_LINEAR_SPEED - линейная скорость при движении по кругу
• CIRCLE_ANGULAR_SPEED - угловая скорость при движении по кругу
• FINAL_DRIVE_TIME - время финального движения вперед

Отладка

Для отладки можно использовать:

• rostopic list - список активных топиков
• rostopic echo /topic_name - просмотр сообщений в топике
• rviz - визуализация tf-преобразований и данных
• rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree - просмотр дерева tf-преобразований
• rosrun smach_viewer smach_viewer.py - визуализация состояний конечного автомата