Desafio OxeBots

Este pacote contém todos os recursos necessários para executar o ambiente de simulação do desafio de computação da OxeBots. Ele fornece o mundo simulado, contendo o robô Turtlebot3 e scripts de inicialização para você testar e desenvolver sua solução.

Índice

• Desafio OxeBots
  • Índice
  • Objetivo do desafio
  • Pré-requisitos
  • Instalação
  • Estrutura do pacote
  • Executando o ambiente de simulação
    • Parâmetros opcionais
  • Interagindo com o robô
    • Controlando o Robô
    • Visualizando dados dos sensores
  • Desenvolvendo sua solução
  • Como a solução será avaliada

Objetivo do desafio

O desafio de computação da OxeBots consiste em desenvolver uma solução de navegação autônoma para o robô TurtleBot3 em um ambiente simulado. O robô deve navegar por um labirinto para encontrar a saída.

O robô que deve ser utilizado é o TurtleBot3, sendo um robô móvel de código aberto amplamente utilizado em robótica educacional e de pesquisa.

Ele stá equipado com um sensor de distância a laser (LIDAR) na parte frontal e na parte esquerda do robô e um sensor de inércia (IMU) que mede a aceleração e orientação do robô. Além disso, o robô possui um sensor de odometria que mede a posição e orientação do robô.

Você pode usar qualquer abordagem para desenvolver sua solução. O objetivo é navegar com sucesso pelo labirinto e encontrar a saída.

Pré-requisitos

Antes de prosseguir, certifique-se de que você atendeu a todos os pré-requisitos mencionados no README principal do workspace:

• Sistema Operacional: Ubuntu 22.04 (recomendado)
• ROS2: Humble
• Gazebo: Versão 11
• Git: Para clonar os repositórios

Instalação

O pacote desafio_oxebots já está incluído no workspace do desafio. Se você clonou o workspace usando o comando --recurse-submodule, não é necessário fazer nenhuma instalação adicional.

Caso contrário, você pode clonar o pacote manualmente:

cd ~/desafio_ws/src
git clone https://github.com/OxeBots/desafio_oxebots.git

Depois, volte para a raiz do workspace e compile o workspace:

cd ..
. build.sh

Estrutura do pacote

desafio_oxebots
├── launch/                 # Arquivos de inicialização do ROS2
│   └── desafio.launch.py   # Inicia o ambiente de simulação
├── models                  # Modelos do robô e labirinto
├── worlds/                 # Ambiente de simulação do Gazebo
├── urdf/                   # Descrições URDF do robô
├── CMakeLists.txt          # Arquivo de configuração de compilação
├── package.xml             # Metadados do pacote ROS2
└── README.md               # Este arquivo

Executando o ambiente de simulação

Para iniciar o ambiente de simulação do desafio, execute:

ros2 launch desafio_oxebots desafio.launch.py

Este comando irá:

• Iniciar o Gazebo com o mundo do desafio (labirinto).
• Carregar o modelo do robô no ambiente.

Parâmetros opcionais

Você pode personalizar a inicialização usando os parâmetros opcionais:

• x_pose: define a posição inicial x do TurtleBot3. Padrão: 0.0.

  ros2 launch desafio_oxebots desafio.launch.py x_pose:=1.0

• y_pose: define a posição inicial y do TurtleBot3. Padrão: -11.0

  ros2 launch desafio_oxebots desafio.launch.py y_pose:=-10.0

• maze_model: escolhe o modelo de labirinto a ser carregado. Opções: model-1, model-2, model-3.

  ros2 launch desafio_oxebots desafio.launch.py maze_model:=model-2

Interagindo com o robô

Após iniciar a simulação, você pode interagir com o robô usando a ‘interface’ do ROS2. Você pode controlar o robô, visualizar dados dos sensores e desenvolver sua solução.

Controlando o Robô

Publique comandos de velocidade linear e angular no tópico /cmd_vel:

ros2 topic pub /cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 0.5, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 0.1}}"

Visualizando dados dos sensores

Tópicos disponíveis:

• /imu
• /odom
• /scan

Se inscreva em algum desses tópicos para receber os dados que estão sendo publicados. Por exemplo, para visualizar os dados do sensor de distância:

ros2 topic echo /scan

Desenvolvendo sua solução

Para desenvolver sua solução:

1. Crie um pacote dentro do workspace, conforme instruções no README principal.

   cd ~/desafio_ws/src
   ros2 pkg create sua_solucao

   IMPORTANTE: identifique sua solução com o nome da sua equipe ou participante para evitar conflitos com outros pacotes.

2. Implemente seus nós que interagem com o ambiente do desafio.

3. Compile o workspace para incluir seu pacote:

   cd ~/desafio_ws
   . build.sh

4. Teste sua solução executando seus nós em conjunto com o ambiente de simulação.

Nota: Este pacote é parte integrante do desafio de computação da OxeBots. Certifique-se de ler todas as instruções cuidadosamente e seguir as diretrizes ao desenvolver sua solução.

Como a solução será avaliada

A solução será avaliada com base nos seguintes critérios:

• Navegação: O robô consegue navegar pelo labirinto e encontrar a saída?
• Eficiência: A solução é eficiente em tempo e recursos?
• Robustez: A solução é robusta e lida bem com diferentes labirintos? Lembre-se que o labirinto pode tomar diferentes formas, porém sempre terá uma saída e o tamanho de 20 m x 20 m.
• Qualidade do Código: O código é bem organizado, documentado e segue boas práticas de programação?
• Inovação: A solução apresenta alguma inovação ou abordagem criativa?
• Apresentação: A solução é apresentada de forma clara e objetiva?
• Colaboração: A solução foi desenvolvida em equipe? Se sim, como foi a colaboração entre os membros?

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