ROS 2 로보틱스 엔지니어링 : 센서, 제어 알고리즘부터 로봇·자율주행 시스템 구현까지

강의 목표

• Topic과 Service를 포함한 ROS 2의 통신 개념을 포괄적으로 이해하여 프로그램을 작성하고 시뮬레이션 환경 내에서 실제 시나리오에 학습 내용을 적용할 수 있는 능력을 개발하게 됩니다.

이론

• Topic에 대한 기초 개념, 명령어 및 Publisher, Subscriber, Custom interfaces 작성 방법
• Service에 대한 기초 개념, 명령어 및 Client, Server, Custom interfaces 작성 방법

실습

• Topic과 Service 개념을 활용한 프로그램 작성
• 시뮬레이션 환경에서 구현된 프로그램 적용

강의 목표

• 복잡한 Node 및 Multithreading 시나리오를 관리하기 위해 ROS 2 Executor와 Callback Group을 이해하고 시뮬레이션 환경 내에서 적용해 실질적인 이해를 돕습니다.

이론

• Executor와 Callback Group 개념
• 복잡한 Nodes와 Multithreading 관리 방법

실습

• 싱글 스레드 Executor에서 두 개의 Callback 함수가 있는 Node 처리
• 두 개의 Node를 실행하는 멀티 스레드 Executor 처리
• 두 개의 서로 다른 Executors에서 실행 중인 두 개의 Node 처리

강의 목표

• Action 및 Node Composition에 대한 핵심적인 개념을 갖추고 문제 해결을 위한 ROS 2 디버깅 툴을 효과적으로 활용하는 방법을 익히게 됩니다.

이론

• Action에 대한 기초 개념, 명령어 및 Client, Server, Custom interfaces 작성 방법
• ROS 2 Debugging Tools 정리
• Node Composition 개념 및 핵심 학습

실습

• Action 개념을 활용한 프로그램 작성
• 시뮬레이션 환경에서 Debugging Tools 실습
• Node Composition 프로그래밍 및 시뮬레이션 환경에서 구현된 프로그램 적용

강의 목표

• URDF 파일에 대한 기본적인 이해와 함께 로봇 시뮬레이션을 위한 관성, 속성 및 충돌 모델과 같은 중요한 요소에 대해 배웁니다.

이론

• URDF 파일의 기본 개념 및 핵심 학습
• Joint State Publisher를 통한 Joint 이동
• 시뮬레이션을 위한 Inertias, Properties, Collision 등 개념

실습

• 시뮬레이션 구성 요소 확인하고 Rviz2에서 로봇 모델 시각화
• 나만의 로봇 모델 만들고 움직여보기

강의 목표

• URDF와 비교하여 XACRO 파일 사용의 이점을 익히는 동시에 시뮬레이션 상에서 필수적인 Gazebo 플러그인, 센서 부착, URDF 기반 로봇 모델을 XACRO 형식으로 변환 실습을 진행합니다.

이론

• 자주 사용되는 Gazebo Plugin 정리
• URDF와 비교한 XACRO 파일의 이점 및 기본 개념 학습

실습

• 나만의 로봇에 LiDAR 및 카메라 등의 센서 부착하고 시뮬레이션 상에서 확인
• XACRO 파일 기반의 로봇 모델을 시뮬레이터 상에 Spawn하기
• URDF 기반의 나만의 로봇을 XACRO 파일로 변환

강의 목표

• TF2 라이브러리의 응용에 초점을 맞춰 TF 관련된 기본 개념을 확실하게 이해하고, 네비게이션 스택 적용을 위한 ROS 2 기반의 자율주행 시스템 기초를 이해해봅니다.

이론

• TF 기본 개념 및 핵심 학습
• ROS 2 환경에서 TF2 라이브러리 적용 방법
• TF Broadcasting and Listening 개념 학습 (1)

실습

• 시뮬레이션 및 Rviz2에서 TF 프레임이 실제로 작동하는 모습 확인
• TF Tree를 통한 TF 프레임 시각화

강의 목표

• TF에서 빈번히 사용되는 Broadcasting, Listening 개념과 Robot State Publisher와 Joint State Publisher를 익히고 시뮬레이션 환경에서 이러한 개념을 적용한 프로젝트를 수행해봅니다.

이론

• TF Broadcasting and Listening 개념 학습 (2)
• Robot State Publisher와 Joint State Publisher 개념 학습

실습

• 시뮬레이션 환경에서 구현된 프로그램 적용
• TF 개념을 활용하여 로봇 도킹 시스템 구현하기
• 로봇 자율주행 시스템 적용 (SLAM 및 Navigation 등)