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English | Español

Curso Intensivo MOGI-ROS: Instalación, Ejecución y Exploración

📋 Tabla de Contenidos

  1. Introducción a MOGI-ROS
  2. Conceptos Teóricos de ROS2
  3. Instalación y Configuración
  4. Estructura del Proyecto
  5. Ejecución y Simulación
  6. Exploración de Componentes
  7. Herramientas de Desarrollo
  8. Solución de Problemas

🚀 Introducción a MOGI-ROS

MOGI-ROS es un framework educativo desarrollado para el curso de robótica de la Universidad BME (Budapest University of Technology and Economics). Proporciona una base sólida para aprender ROS2 con simulación en Gazebo.

🔗 Repositorio Original: https://github.com/huyth-vgu/MOGI-ROS

Características Principales

Característica Descripción
Robot Móvil Robot diferencial con ruedas mecanum y skid-steer
Simulación Gazebo Entorno de simulación física realista
Visualización RViz Herramientas de visualización integradas
Navegación Autónoma Capacidades de navegación y SLAM
Modular Arquitectura modular y extensible

🧠 Conceptos Teóricos de ROS2

Arquitectura de ROS2

graph TB
    A[ROS2 Core] --> B[Nodes]
    A --> C[Topics]
    A --> D[Services]
    A --> E[Actions]
    A --> F[Parameters]
    
    B --> G[Publisher/Subscriber]
    B --> H[Service Client/Server]
    B --> I[Action Client/Server]
    
    C --> J[Message Types]
    D --> K[Service Types]
    E --> L[Action Types]
    
    F --> M[Parameter Server]
    
    style A fill:#ff9999
    style B fill:#99ccff
    style C fill:#99ff99
    style D fill:#ffcc99
    style E fill:#cc99ff
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Componentes Principales

Componente Función Ejemplo en MOGI-ROS
Nodes Unidades de procesamiento robot_state_publisher, mogi_trajectory_server
Topics Comunicación asíncrona /cmd_vel, /odom, /joint_states
Services Comunicación síncrona /spawn, /kill
Actions Tareas de larga duración Navegación, manipulación
Parameters Configuración dinámica Parámetros del robot
TF Transformaciones de coordenadas base_link → left_wheel

Tipos de Mensajes Comunes

Tipo de Mensaje Descripción Uso
geometry_msgs/Twist Velocidad lineal y angular Control de movimiento
nav_msgs/Odometry Posición y orientación Odometría del robot
sensor_msgs/JointState Estados de articulaciones Posición de ruedas
tf2_msgs/TFMessage Transformaciones Sistema de coordenadas

⚙️ Instalación y Configuración

Requisitos del Sistema

Requisito Versión Mínima Descripción
Ubuntu 22.04 LTS Sistema operativo recomendado
ROS2 Jazzy Framework de robótica
Gazebo Harmonic Simulador de física
Python 3.10+ Lenguaje de programación
Git Última versión Control de versiones

Pasos de Instalación

1. Instalar ROS2 Jazzy

# Configurar repositorios
sudo apt update && sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update && sudo apt install curl -y
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(. /etc/os-release && echo $UBUNTU_CODENAME) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null

# Instalar ROS2 Jazzy
sudo apt update
sudo apt install ros-jazzy-desktop

# Configurar entorno
echo "source /opt/ros/jazzy/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

2. Instalar Gazebo Harmonic

# Instalar Gazebo Harmonic
sudo apt update
sudo apt install gz-harmonic

# Verificar instalación
gz sim --version

3. Instalar Dependencias

# Instalar herramientas de desarrollo
sudo apt install python3-colcon-common-extensions python3-rosdep python3-argcomplete

# Inicializar rosdep
sudo rosdep init
rosdep update

4. Clonar y Compilar MOGI-ROS

# Crear espacio de trabajo
mkdir -p ~/ros2_ws/src
cd ~/ros2_ws/src

# Clonar repositorio
git clone https://github.com/huyth-vgu/MOGI-ROS.git

# Instalar dependencias
cd ~/ros2_ws
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y

# Compilar
colcon build

# Configurar entorno
source install/setup.bash

Verificación de Instalación

# Verificar ROS2
ros2 --version

# Verificar Gazebo
gz sim --version

# Verificar paquetes MOGI-ROS
ros2 pkg list | grep bme

📁 Estructura del Proyecto

Arquitectura General

graph TD
    A[MOGI-ROS] --> B[bme_gazebo_basics]
    A --> C[bme_ros2_navigation]
    A --> D[bme_ros2_control]
    A --> E[bme_ros2_perception]
    
    B --> B1[launch/]
    B --> B2[urdf/]
    B --> B3[meshes/]
    B --> B4[worlds/]
    B --> B5[rviz/]
    
    B1 --> B1a[spawn_robot.launch.py]
    B1 --> B1b[world.launch.py]
    B1 --> B1c[check_urdf.launch.py]
    
    B2 --> B2a[mogi_bot.urdf]
    B2 --> B2b[mogi_bot.gazebo]
    B2 --> B2c[materials.xacro]
    
    B3 --> B3a[mogi_bot.STL]
    B3 --> B3b[wheel.STL]
    
    B4 --> B4a[world.sdf]
    B4 --> B4b[empty.sdf]
    
    B5 --> B5a[rviz.rviz]
    B5 --> B5b[urdf.rviz]
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Estructura de Directorios

Directorio Contenido Propósito
launch/ Archivos de lanzamiento Configuración de nodos
urdf/ Descripción del robot Modelo físico y visual
meshes/ Modelos 3D Geometría del robot
worlds/ Entornos de simulación Escenarios de Gazebo
rviz/ Configuraciones RViz Visualización
config/ Parámetros Configuración de nodos
scripts/ Código Python Lógica de control

Archivos Clave

Archivo Tipo Descripción
package.xml Metadatos Información del paquete
CMakeLists.txt Build Configuración de compilación
spawn_robot.launch.py Launch Lanzamiento principal
mogi_bot.urdf URDF Descripción del robot
world.sdf SDF Mundo de simulación

🎮 Ejecución y Simulación

Lanzamiento Básico

# Navegar al espacio de trabajo
cd ~/ros2_ws

# Configurar entorno
source install/setup.bash

# Lanzar simulación básica
ros2 launch bme_gazebo_basics spawn_robot.launch.py

Opciones de Lanzamiento

Parámetro Valor por Defecto Descripción
rviz true Abrir RViz
world world.sdf Archivo de mundo
model mogi_bot.urdf Modelo del robot

Ejemplos de Lanzamiento

# Lanzar sin RViz
ros2 launch bme_gazebo_basics spawn_robot.launch.py rviz:=false

# Lanzar con mundo vacío
ros2 launch bme_gazebo_basics spawn_robot.launch.py world:=empty.sdf

# Lanzar con modelo específico
ros2 launch bme_gazebo_basics spawn_robot.launch.py model:=mogi_bot_mecanum.urdf

Nodos que se Ejecutan

graph LR
    A[spawn_robot.launch.py] --> B[Gazebo World]
    A --> C[Robot State Publisher]
    A --> D[ROS-GZ Bridge]
    A --> E[Spawn Robot]
    A --> F[RViz]
    A --> G[Trajectory Server]
    
    B --> H[Simulation Environment]
    C --> I[TF Tree]
    D --> J[Message Bridge]
    E --> K[Robot Model]
    F --> L[Visualization]
    G --> M[Trajectory Control]
    
    style A fill:#ff9999
    style B fill:#99ccff
    style C fill:#99ff99
    style D fill:#ffcc99
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🔍 Exploración de Componentes

Interacción de Nodos

graph TB
    A[Gazebo Simulator] --> B[ROS-GZ Bridge]
    B --> C[Robot State Publisher]
    B --> D[Trajectory Server]
    
    E[RViz] --> C
    F[User Commands] --> D
    
    C --> G[TF Tree]
    D --> H[Robot Control]
    
    B --> I[/cmd_vel]
    B --> J[/odom]
    B --> K[/joint_states]
    B --> L[/tf]
    
    style A fill:#ff9999
    style B fill:#99ccff
    style C fill:#99ff99
    style D fill:#ffcc99
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Tópicos Principales

Tópico Tipo Descripción Publisher Subscriber
/cmd_vel geometry_msgs/Twist Comandos de velocidad Controlador Gazebo
/odom nav_msgs/Odometry Odometría del robot Gazebo Navegación
/joint_states sensor_msgs/JointState Estados de articulaciones Gazebo RViz
/tf tf2_msgs/TFMessage Transformaciones Robot State Publisher RViz
/clock rosgraph_msgs/Clock Tiempo de simulación Gazebo Todos

Servicios Disponibles

Servicio Tipo Descripción
/spawn gazebo_msgs/SpawnEntity Crear entidades
/kill gazebo_msgs/DeleteEntity Eliminar entidades
/get_model_state gazebo_msgs/GetModelState Obtener estado
/set_model_state gazebo_msgs/SetModelState Establecer estado

Comandos de Exploración

# Listar nodos activos
ros2 node list

# Listar tópicos
ros2 topic list

# Monitorear mensajes
ros2 topic echo /cmd_vel
ros2 topic echo /odom
ros2 topic echo /joint_states

# Ver información de nodo
ros2 node info /robot_state_publisher

# Ver parámetros
ros2 param list /robot_state_publisher

# Gráfico de conexiones
rqt_graph

🛠️ Herramientas de Desarrollo

RViz - Visualización

# Lanzar RViz
rviz2

# Lanzar con configuración específica
ros2 run rviz2 rviz2 -d ~/ros2_ws/src/MOGI-ROS/bme_gazebo_basics/rviz/rviz.rviz

rqt - Herramientas GUI

Herramienta Comando Propósito
rqt_graph rqt_graph Gráfico de conexiones
rqt_tf_tree ros2 run rqt_tf_tree rqt_tf_tree Árbol de transformaciones
rqt_plot rqt_plot Gráficos de datos
rqt_reconfigure rqt_reconfigure Configuración dinámica

Gazebo - Simulación

# Lanzar Gazebo
gz sim

# Lanzar con mundo específico
gz sim ~/ros2_ws/src/MOGI-ROS/bme_gazebo_basics/worlds/world.sdf

# Lanzar con renderizado alternativo
gz sim --render-engine ogre

Comandos Útiles

# Verificar estado del robot
ros2 topic echo /odom

# Enviar comandos de movimiento
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: 0.0}}"

# Ver transformaciones
ros2 run tf2_tools view_frames

# Guardar mapa (si está disponible)
ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f ~/mapa_guardado

🔧 Solución de Problemas

Problemas Comunes

Problema Causa Solución
Gazebo no inicia Problemas de GPU gz sim --render-engine ogre
Nodos no encontrados Entorno no configurado source ~/ros2_ws/install/setup.bash
Errores de compilación Dependencias faltantes rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
Tópicos no aparecen Nodos no iniciados Verificar que los nodos estén ejecutándose
Errores TF Transformaciones faltantes Verificar robot_state_publisher

Comandos de Diagnóstico

# Verificar instalación ROS2
ros2 --version

# Verificar instalación Gazebo
gz sim --version

# Verificar paquetes
ros2 pkg list | grep bme

# Verificar dependencias
rosdep check bme_gazebo_basics

# Ver logs de errores
ros2 run rqt_console rqt_console

Debugging

# Ejecutar con información detallada
ros2 launch bme_gazebo_basics spawn_robot.launch.py --debug

# Ver información de nodo
ros2 node info /robot_state_publisher

# Ver parámetros
ros2 param list /robot_state_publisher

# Ver servicios
ros2 service list

📚 Recursos Adicionales

Documentación Oficial

Recurso Enlace Descripción
ROS2 Documentation https://docs.ros.org/en/jazzy/ Documentación oficial ROS2
Gazebo Documentation https://gazebosim.org/docs/harmonic/ Manual de Gazebo
URDF Tutorial http://wiki.ros.org/urdf/Tutorials Tutoriales URDF
Launch Files https://docs.ros.org/en/jazzy/Guides/Launch-files.html Guía de archivos launch

Comunidad y Soporte

Recurso Enlace Descripción
ROS Answers https://answers.ros.org/ Foro de preguntas
ROS Discourse https://discourse.ros.org/ Comunidad ROS
GitHub Issues https://github.com/huyth-vgu/MOGI-ROS/issues Reportar problemas

Próximos Pasos

  1. Experimentar con diferentes modelos: Probar mogi_bot_mecanum.urdf y mogi_bot_skid_steer.urdf
  2. Crear mundos personalizados: Modificar archivos .sdf en worlds/
  3. Añadir sensores: Integrar cámaras, láseres, etc.
  4. Implementar navegación: Usar Nav2 para navegación autónoma
  5. Desarrollar controladores: Crear nodos de control personalizados

🎯 Conclusión

MOGI-ROS proporciona una base sólida para aprender ROS2 y robótica móvil. Con esta guía, deberías poder:

  • ✅ Instalar y configurar el entorno
  • ✅ Lanzar simulaciones básicas
  • ✅ Explorar la arquitectura del sistema
  • ✅ Usar herramientas de desarrollo
  • ✅ Solucionar problemas comunes

¡Ahora estás listo para comenzar tu viaje en robótica con MOGI-ROS!

Última actualización: Julio 2025 Versión: 1.0