Déploiement de ROS2

Pour le déploiement d'environnements pédagogique et concours

On voit plusieurs approches :

• déploiement de machine native Ubuntu, par clonage de disque par exemple
• déploiement de VM VirtualBox
• déploiement de Docker container

Veut-on enseigner la robotique ou l'ingénierie logiciel sous Linux ? Selon moi, il faut différencier deux types de public :

• On veut enseigner la robotique Open Source, par exemple à des électroniciens
  • on n'aborde pas l'installation ROS, la création de package dans un workspace et sa compilation
  • on fournit une machine dont l'enseignant maitrise l'état
  • tout est fait dans un IDE type VSCode.
  • les apprenants peuvent se concentrer sur la génération de codes et d'algorithmes pour résoudre un problème robotique
  • on reste en simulation ou on déploie sur un robot en fin de parcours
  • on bascule d'une conteneur à un autre depuis VSCode pour éviter les erreurs de config
• On veut enseigner l'ingénierie logiciel appliquée à la robotique avec ROS
  • initiation à Ubuntu et à la ligne de commande
  • on déroule tout le tutoriel ROS en encourageant à faire un dual-boot (ou éventuellement un WSL) sur une machine personnelle
  • on insiste sur les réflexes de compilation dans le terminal
  • on laisse naviguer entre plusieurs workspaces sans Docker

Besoin pour la robotique industrielle

Par ordre croissant de complexité : 

• Visualisation et planification trajectoire avec MoveIt2 via plugin motion_planning dans RViz2 https://moveit.picknik.ai/main/doc/tutorials/quickstart_in_rviz/quickstart_in_rviz_tutorial.html 
  • cellule SO-ARM100 ou Panda (moveit2_tutorial officiel) ou cellule UR5e
• MoveIt2 Python API https://moveit.picknik.ai/main/doc/examples/motion_planning_python_api/motion_planning_python_api_tutorial.html 
• Connexion à docker container URSim https://innovation.iha.unistra.fr/books/robotique-open-source/page/universal-robot-ros2-driver#bkmrk-installation-du-simu 
• Contrôle vrai SO-ARM100
• Contrôle vrai UR5e
• Contrôle local de trajectoire avec MoveIt Servo : téléopération via manette ou asservissement visuel (TOF sensor) https://moveit.picknik.ai/main/doc/how_to_guides/controller_teleoperation/controller_teleoperation.html 
• Gazebo et simulation traitement de l'image 2D/3D
  
• Pour aller plus loin : Cartesian Path Planning, Hybrid Planning, MoveIt Task Constructor (https://moveit.picknik.ai/main/doc/tutorials/pick_and_place_with_moveit_task_constructor/pick_and_place_with_moveit_task_constructor.html , UR10e_welding_demo)

Besoin pour la robotique mobile

Par ordre croissant de complexité :

• Tutoriels Nav2 avec paquets tb3 https://docs.nav2.org/getting_started/index.html 
• Tutoriels ROBOTIS Turtlebot3 en simulation https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_simulations 
  • Cartographie et Navigation autonome avec GZ Sim
  • Suivi de ligne avec OpenCV https://innovation.iha.unistra.fr/books/robotique-open-source/page/suivi-de-ligne-ros2-humble 
• Tutoriels ROBOTIS Turtlebot3 avec le vrai robot https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/quick-start/ 
• Architecture de flotte :
  • temps réel sur le Raspberry : drivers actionneurs et capteurs, planification locale de trajectoire ?
  • calcul lourds sur PC déporté : cartographie, SLAM, planification globale de trajectoire
• Déploiement contrôleur sur le Raspberry du TurtleBot3
• Setup communication via access point ou hotspot wifi
• Environnement sur le PC de développement capable de communiquer via le réseau
  • PC portable pour le concours de robotique
• Contrôle vrai robot
• Cartographie vrai robot
• Calibration vraie caméra
• Pour aller plus loin : Traitement de l'image vrai robot, suivi de ligne, Behavior Trees Demo

Pour le déploiement de robots dans l'industrie

Dev Container

Pour un développement local

• Installer Visual Studio Code
• Installer Docker avec le support de l'accélération graphique
• Installer l'extension Dev Container

Pour un développement sur un serveur/PC distant

• Installer le pack d'extensions Remote Development

Lancer le conteneur de développement :

• Optionnel : se connecter à la machine de développement distante depuis Visual Studio Code
  • Ouvrir la Command Palette Ctrl+Shift+P
  • Lancer Remote-SSH: Connect to host...
  • Configurer la connexion ssh par mot-de-passe ou clé si ce n'a pas encore été fait
• Cloner le dépôt https://github.com/rplayground/sandbox 
• Lancer Dev Container: Reopen in Container

https://articulatedrobotics.xyz/tutorials/docker/dev-containers/ 

Nav2, container, PWA https://discourse.rRemote-SSH: Connect to host...os.org/t/mini-workshop-developing-and-teaching-ros-from-a-web-browser-using-dev-containers-and-pwas/31533 https://discourse.ros.org/t/repeatable-reproducible-and-now-accessible-ros-development-via-dev-containers/31398 https://github.com/ros-navigation/docs.nav2.org/blob/master/development_guides/devcontainer_docs/devcontainer_guide.md 

Docker Containers + VSCode

Quelques conseils de Ragesh (https://robotair.io/) que j'ai rencontré au Fraunhofer :

https://github.com/athackst/workstation_setup

https://docs.ros.org/en/iron/How-To-Guides/Setup-ROS-2-with-VSCode-and-Docker-Container.html

https://www.allisonthackston.com/articles/vscode-docker-ros2.html

MoveIt2, docker https://fr.slideshare.net/secret/vdPbBCNB3LamRy  https://moveit.picknik.ai/main/doc/how_to_guides/how_to_setup_docker_containers_in_ubuntu.html 

Ansible

https://www.linkedin.com/pulse/deploying-ros2-packages-using-ansible-ragesh-ramachandran/ 

https://blog.robotair.io/best-way-to-ship-your-ros-app-a53927186c35 

https://github.com/swarmBots-ipa/ansible_automation 

https://github.com/ipa-rar/ros2-playbooks 

https://github.com/Laura7089/ros2-ansible 

https://github.com/jeremyfix/ros2_ansible_turtlebot 

https://github.com/rarrais/ansible-role-ros2 

Multipass

https://artivis.github.io/post/2023/multipass_ros_blueprint/ 

YOCTO

https://www.yoctoproject.org/ 

JupyterLab

https://blog.jupyter.org/jupyterlab-ros-3dc9dab7f421 

Scripts bash et Cluster SSH

https://github.com/runtimerobotics/ros2_oneline_install 

Scripts de Loïc Cuvillon : https://seafile.unistra.fr/d/50662484c5f641709cd7/ 

Scripts Gauthier Hentz : https://innovation.iha.unistra.fr/books/robotique-open-source/page/installation-pc-ros2#bkmrk-installation-de-jazz 

Discussions

https://discourse.ros.org/t/easy-way-to-distribute-an-instance-of-ubuntu-w-ros-to-students/31824/4 

Singularity, Robolaunch, ROSblox https://discourse.ros.org/t/what-environments-do-you-use-for-training-and-courses/26473/6 

Python https://discourse.ros.org/t/teaching-with-ros-or-zeroros-at-university/32124 

Sources