🤖 ROS2 多机器人协同开发策略

📘 30章 · 从基础到实战
ROS2发展历程、核心特性(DDS、节点化)、多机器人系统应用场景(仓储物流、编队飞行)、课程目标与学习路径。
节点、话题、服务、动作、参数的概念与实操,launch文件基础。
Ubuntu + ROS2 Humble安装、colcon构建工具、rqt可视化工具、命令行工具(ros2 node/topic/service等)。
DDS原理简介、域ID(Domain ID)配置、多机网络发现机制、ROS_DOMAIN_ID环境变量。
多机器人场景下的命名空间隔离、节点名称重映射、话题/服务名称重映射。
使用group标签、namespace属性、参数传递,实现一键启动多机器人。
跨机器通信网络配置(防火墙、多播)、使用Fast DDS配置、零配置与手动配置。
多机器人时间戳同步、TF树隔离与合并、使用tf2_ros实现多机器人坐标变换。
基于ROS2的Cartographer、SLAM Toolbox介绍,多机器人协同建图原理。
使用Slam Toolbox实现多机器人地图合并、地图服务器配置。
Nav2框架介绍、多机器人导航中的全局/局部规划器配置。
动态障碍物检测、交通规则实现、优先级调度策略。
架构对比、集中式控制(主从模式)、分布式控制(对等模式)、混合架构。
基于拍卖的分配、匈牙利算法、行为树(BehaviorTree.CPP)在任务分配中的应用。
领航-跟随法、虚拟结构法、基于行为的编队控制、一致性协议。
自定义消息类型、服务质量(QoS)配置、可靠性与实时性权衡。
生命周期管理(LifecycleNode)、多机器人状态同步、优雅启停。
Gazebo + ROS2仿真、多机器人模型配置、仿真时间同步。
多机器人编队仿真、协同搬运仿真、仿真性能调优。
分布式感知、数据融合、占用网格地图共享。
协同抓取、协同搬运、力/位混合控制基础。
BehaviorTree.CPP与SMACC库介绍、多机器人状态同步。
节点故障检测、心跳机制、Leader选举、自动重连。
权限管理、加密通信(SROS2)、安全策略配置。
DDS调优、网络带宽优化、消息压缩、零拷贝传输。
ROS2日志系统、分布式日志收集、使用Foxglove/PlotJuggler调试。
集成测试、模拟测试、硬件在环测试(HIL)。
仓储物流多机器人调度系统设计与实现。
多无人机编队飞行系统设计与实现。
ROS2与多机器人系统发展趋势、云机器人、边缘计算融合。