ロボットプログラミングROS2入門

１　本書の進め方

1. １－１　演習の進め方
2. １－２　演習の準備
   1. １－２－１　動作環境
   2. １－２－２　必須ソフトウェアのインストール
   3. １－２－３　ROS2のDockerイメージを用意する （ア・イのどちらかを選択）
3. １－３　さあROS2の世界へ！

２　ROSって何？

1. ２－１　ROSの広がり
2. ２－２　ROS1からROS2へ
3. ２－３　ROSの学び方

［コラム1］

３　Dockerによる開発環境の仮想化

1. ３－１　仮想化ということ
2. ３－２　Docker Desktop for Windowsのインストール
   1. ３－２－１　Hyper-Vを有効にする
   2. ３－２－２　ダウンロードとインストール
   3. ３－２－３　起動の確認と設定
   4. ３－２－４　Dockerを使ってみる
3. ３－３　Dockerの仕組みとコマンド
   1. ３－３－１　Dockerのライフサイクル
   2. ３－３－２　Dockerのコマンド
      1. ３－３－２－１　リポジトリの操作
      2. ３－３－２－２　イメージの操作
      3. ３－３－２－３　コンテナの管理
      4. ３－３－２－４　Dockerコマンド一連の動作
4. ３－４　Dockerの学び方

４　ROS2動作環境の構築

1. ４－１　X Window サーバのインストール
   1. ４－１－１　ダウンロード
   2. ４－１－２　インストール
   3. ４－１－３　Xmingの起動
2. ４－２　Ubuntu18.04LTS+ROS2 Eloquent ElusorのDocker イメージの作成
   1. ４－２－１　作業環境の構築
   2. ４－２－２　Dockerfileとは
   3. ４－２－３　Docker HubからROS2イメージをダウンロードする
   4. ４－２－４　Dockerfileの作成
   5. ４－２－５　ビルドしてDockerイメージを作成する
   6. ４－２－６　コンテナ起動の確認
3. ４－３　ターミナル分割ソフトウェアtmux
   1. ４－３－１　tmuxのインストール
   2. ４－３－２　tmuxの起動
   3. ４－３－３　tmuxの基本操作
4. ４－４　テキストエディタnano
   1. ４－４－１　nanoのインストール
   2. ４－４－２　nanoの起動
   3. ４－４－３　nanoの基本操作

５　ROS2の仕組み

1. ５－１　ROS2のデータ通信
   1. ５－１－１　ノード （node）
   2. ５－１－２　トピック （topic）
   3. ５－１－３　メッセージ （message）
   4. ５－１－４　サービス （service）
   5. ５－１－５　パラメータ （parameter）
2. ５－２　可視化ツールとシミュレータ
   1. ５－２－１　メッセージをプロットするrqt_plot
   2. ５－２－２　Rviz2による可視化
   3. ５－２－３　Gazeboシミュレータ
3. ５－３　ROSコミュニティ

６　ROS2のコマンドを知る

1. ６－１　トピックとメッセージ
2. ６－２　ROS2コマンドによるメッセージの配信
3. ６－３　ROS2コマンドによるメッセージの購読

７　TurtlesimシミュレータでROS2を学ぶ

1. ７－１　Turtlesimの起動
2. ７－２　キーボードで亀を動かす
3. ７－３　TurtlesimシミュレータでROS2のノードを学ぶ
   1. ７－３－１　ノードの起動
   2. ７－３－２　ノード情報の表示
   3. ７－３－３　ノードのリマッピング
4. ７－４　TurtlesimでROS2のトピックとメッセージを学ぶ
   1. ７－４－１　rqt_graphによるノード情報の可視化
   2. ７－４－２　トピックリストの表示
   3. ７－４－３　トピックの情報取得
   4. ７－４－４　トピックから配信されているデータの表示
   5. ７－４－５　メッセージ情報の表示
   6. ７－４－６　トピックへデータを配信
5. ７－５　TurtlesimでROS2のサービスを学ぶ
   1. ７－５－１　サービスの一覧表示
   2. ７－５－２　サービスのインターフェースを知る
   3. ７－５－３　サービスの実行
6. ７－６　TurtlesimでROS2のパラメータを学ぶ
   1. ７－６－１　パラメータの一覧表示
   2. ７－６－２　パラメータ値の取得
   3. ７－６－３　パラメータ値の変更
   4. ７－６－４　パラメータ値の保存と読込
7. ７－７　TurtlesimでROS2のアクションを学ぶ
   1. ７－７－１　アクションを使ってみる
   2. ７－７－２　アクションの一覧表示
   3. ７－７－３　アクションのインターフェースを知る
   4. ７－７－４　アクションの実行
8. ７－８　TurtlesimでROS2のLaunchを学ぶ
   1. ７－８－１　launchファイルの記述
   2. ７－８－２　launchファイルの実行

８　Pythonで作るROS2プログラム

1. ８－１　ROS2公式サンプルプログラムを使ってみる
   1. ８－１－１　メッセージ配信のPythonプログラムを見る
   2. ８－１－２　メッセージ購読のPythonプログラムを見る
2. ８－２　トピックを使うプログラムの作成
   1. ８－２－１　パッケージの作成
   2. ８－２－２　プログラムの作成
   3. ８－２－３　設定ファイルの編集
   4. ８－２－４　ビルド
   5. ８－２－５　実行
3. ８－３　サービスを使うプログラムの作成
   1. ８－３－１　プログラムの作成
   2. ８－３－２　設定ファイルの編集
   3. ８－３－３　ビルド
   4. ８－３－４　実行
4. ８－４　パラメータを使うプログラムの作成
   1. ８－４－１　プログラムの作成
   2. ８－４－２　設定ファイルの編集
   3. ８－４－３　ビルド
   4. ８－４－４　実行
5. ８－５　アクションを使うプログラムの作成
   1. ８－５－１　プログラムの作成
   2. ８－５－２　設定ファイルの編集
   3. ８－５－３　ビルド
   4. ８－５－４　実行

［コラム2］

９　Turtlebot3をシミュレータで動かす

1. ９－１　Turtlebot3シミュレータのセットアップ
2. ９－２　シミュレータの実行
3. ９－３　キーボードでTB3 Burgerを動かす
4. ９－４　地図をつくってみる
5. ９－５　PythonプログラムでTB3 Burgerを動かす
   1. ９－５－１　プログラムの作成
   2. ９－５－２　設定ファイルの編集
   3. ９－５－３　ビルド
   4. ９－５－４　実行

10　おわりに