<style>
.red {color: red;}
</style>

<style>
.sol {color: green; font-weight: bold;}
</style>
###### tags: `vsclab` `ros` `turtlebot` `youbot`

# ROS Tutorial (VSCLab 新訓)
## 新生訓練課程規劃 [:page_with_curl:](https://docs.google.com/spreadsheets/d/1RkdhyIlwrzTrHGTgUTGpP1WRDBARuc9srYCiW3LK8Es/edit#gid=0)

## :star: PART1 基礎教學
> 內容由淺入深，適合完全不懂 ROS 的人
### ==:male-teacher: <span class="red"> **2021_ROS Taoyuan Summer School**==</span>
<!-- * [:arrow_down: OneDrive 載點](https://ncku365-my.sharepoint.com/:f:/g/personal/e14054112_ncku_edu_tw/EkVtvsclXvpEoapSPWFrDOQBc8Zgq-fhovPsx9DuVcPrfQ?e=5G7GFh) -->
<!-- * [:arrow_down: Google Drive 載點](https://drive.google.com/drive/folders/1VXdFACpAK9vKSlvyGd9uV-tZj_iXUrgi?usp=sharing) -->

請依序閱讀以下資料夾內的內容，並且搭配<span class="red">課程影片</span>與<span class="red">講義</span>來學習：

* :open_file_folder: `01_專業講座`
* `ROS 1 簡介 1.mp4`
* `ROS 1 簡介 2.mp4`
* `ROS 2 簡介 DDS 通訊機制 1.mp4`
* `ROS 2 簡介 DDS 通訊機制 2.mp4`
* `模擬器學習機器人建圖與導航.mp4`
* `ROS 應用程式開發.mp4`
::: success
:ballot_box_with_check: 完成以上教學者，即可進行「[PART2 實體機台操作](###-PART2-實體機台操作)」
:::

::: info
:information_source: **Notes:**
ROS 通常運行在 [Ubuntu Linux 系統](https://ubuntu.com/)，
以下提供兩種作法來安裝 [Ubuntu 20.04 LTS](https://www.ubuntu-tw.org/modules/tinyd0/)
1. 在 Windows 環境中使用**虛擬機**
（詳見 :open_file_folder:`02_初階工作坊/1.ROS 系統開發環境設定.pdf`）

> 使用虛擬機會消耗較多電腦資源(因同時跑兩個作業系統)，若後續要連接其他實體感測器可能會出問題，但安裝容易。
2. [安裝雙系統 Win10 + Ubuntu](https://hackmd.io/@rubato/HJTUVxAqY)<span class="red"> (推薦 :+1:)</span>
> 使用雙系統雖然安裝步驟繁瑣，而且可能會搞砸電腦(對於完全不懂重灌電腦的新手)，但是安裝完便一勞永逸，還多學會一項實驗室必備技能。

* ==實驗室的 TurtleBot 工作區有一台 Ubuntu 的電腦供無法安裝者操作==
* [Linux/vim 基本指令與操作](https://hackmd.io/oedMupzURPuxBnQlaEp0Mg)
:::
:::spoiler :books: **其他 ROS 教學資源**
<!-- * [:film_projector: 2021 Tauyuan ROS Youtube](https://youtube.com/playlist?list=PL-sR9o5TrdFp3fcZgauh_7oYkvls8rYlK) -->
* [:fire: ROS Courses Library | Robot Ignite Academy](https://www.theconstructsim.com/robotigniteacademy_learnros/ros-courses-library/)
* [Tutorials — ROS 2 Documentation: Humble documentation](https://docs.ros.org/en/humble/Tutorials.html)
* [瑞士蘇黎世聯邦理工學院 Programming for Robotics - ROS](https://rsl.ethz.ch/education-students/lectures/ros.html)
* [ROS-wiki](http://wiki.ros.org/noetic/Installation/Ubuntu)
* [The construct](https://www.theconstructsim.com/)
* [古月居](https://www.guyuehome.com/)
* ROBOTICS
* https://github.com/ROBOTIS-GIT/ros_seminar
* https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_simulations
:::
## :star: PART2 實體機台操作

### (1) [TurtleBot3 Tutorial](#TurtleBot3)

>:::success
>TurtleBot 的連線已經事先設定好，**建議大家使用 TurtleBot 實驗區的電腦來進行操作**
>:::
>
### (2) KUKA YouBot

>
>[:arrow_down: YouBot 新訓教材下載](https://ncku365-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/e14054112_ncku_edu_tw/EdMfdusS8t1DrqMk7BY-nZwBzWosBooOKtAbmEuES--qZQ?e=SJsd27)

# TurtleBot3
## PART 1. TurtleBot 基礎操作

### (1) TurtleBot3 (簡稱TB3) 零件介紹 [:link:更多詳細資訊](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/features/#features)

<!--  -->

:::info
TB3 零件盒放在實驗桌的抽屜
:::

### (2) TurtleBots in VSCLab
:::info
馬達上有貼 IP 標籤以供識別
:::

### <span class="red"> (3) :battery: 電源注意事項(重要！) </span>

* [OpenCR 電源規格表](https://emanual.robotis.com/docs/en/parts/controller/opencr10/#specifications)
:::danger
[:question: **可否將電池 :battery: 與充電座 :electric_plug: 同時插在 OpenCR 板子上？**](https://answers.ros.org/question/359856/turtlebot3-wired-power-operation/)

:a: **Answer:**
* <span class="red">:no_entry: **充電座 SMPS (圖左, 12V 5A) 與 鋰電池 (圖右, 11.1V) 不能同時供電！**</span>
* <span class="red">:no_entry: **僅允許使用一種電源輸入**</span>
* <span class="red">:no_entry: **進行長時間操作(如：更新軟體、重灌系統)，請使用充電座**</span>
* <span class="red">:warning: **請務必一手按住 OpenCR，一手小力插拔充電座(SMPS)，避免接頭從板子脫落**

:::

* 充電接線配置

:::warning
:warning: 移除電池時，請使用**扳手**來拆卸電池充電線，如下圖


:::

### (4) :desktop_computer: 連接螢幕

:::warning
:warning: 插入 Micro HDMI 之前，樹梅派必須<span class="red">先關機</span>。
:::

### (5) SSH 連線至 TurtleBot
| Username | Password |
| -------- | -------- |
| ubuntu | turtlebot |
:::spoiler **1. Master OS is Win10**
利用 SSH 軟體，如 [Bitvise](https://www.bitvise.com/ssh-client-download), [PuTTY](https://www.putty.org/) 等，並依照以下設定
:::

:::spoiler **2. Master OS is Ubuntu**
* command: `ssh`

$ ssh ubuntu@192.168.1.101
$ ssh ubuntu@192.168.1.102

* 其他 SSH 相關操作教學
* [How to copy files from one machine to another using ssh](https://unix.stackexchange.com/a/106482)
* [How to automate SSH login with password?](https://serverfault.com/a/241593)
:::

:::warning
:warning: 連線出問題時，進行以下 SOP
1. 確認 TurtleBot、電腦是否連線到 `VSCLAB` Wi-Fi
2. 檢查 `ROS_Master_URI`、`ROS_HOSTNAME` 的設定是否正確
3. 檢查 `連線埠(port)` 的設定是否正確

**其他參考資料：**
* [Network Configuration](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/quick-start/#network-configuration)
* [🍒Raspberry Pi: connect to the Internet](https://hackmd.io/NXKxrEFqT1mkq5_tfAcL1Q#%F0%9F%8D%92Raspberry-Pi-connect-to-the-Internet)
:::

### ==(6) :female-teacher: <span class="red">**依官網教學範例練習**</span>==
請至 [TurtleBot3 Official Website](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/bringup/#bringup) 完成以下練習

>* 3. [Quick Start Guide](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/quick-start/)
> * 3.5 [Bringup](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/bringup/#bringup)
> * 3.6 [Basic Operation/Teleporation/Keyboard](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/basic_operation/#keyboard-2)
>* 4. [SLAM](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/slam/)
>* 5. [Navigation](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/navigation/#navigation)
>* 6. [Simulation](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/simulation/)

### ==(7) :camera_with_flash: 使用 Pi Camera 拍照==
>* Install ROS Package `raspicam` (TurtleBot)
> * [Github: raspicam_node/Build Instructions](https://github.com/UbiquityRobotics/raspicam_node/tree/noetic-devel#build-instructions)
>
>* [Run `raspicam` Node](https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/appendix_raspi_cam/#run-raspicam-node)

### (8) :golf: 小挑戰：使用 RealSense 拍照

:::spoiler :bulb: 提示
- [ ] 硬體：可以使用 D435i 替代 D455，這樣才能連接傳輸線
- [ ] 軟體：[ROS Wrapper for Intel® RealSense™ Devices](https://github.com/IntelRealSense/realsense-ros)
:::

## PART 2. AutoRace 競賽題目:beginner:
AutoRace 包含以下比賽項目：
> * 道路偵測駕駛
> * 影像辨識
> * 自動避障
> * 自動停車
> * SLAM導航

**請大家參考以下教學來共同完成此項目。**
#### ==:female-teacher: <span class="red">[AutoRace ROS 自動駕駛線上研習</span> ](https://www.youtube.com/playlist?list=PLAjn8M2MeXX32ZnJaoGPbkIqnVOdzs8Jk)==

:::info
:information_source: 我們的目標是希望大家可以從暑假開始，漸漸地完成 AutoRace 的競賽項目，同時熟悉 TurtleBot 的操作，並且藉此發想其他能夠在 TurtleBot 完成的題目。

> 例如：
> [line follower](https://github.com/VSCLAByouBot/find_line)
:::