Duvardan Kaçan Kaplumbağa — ROS 2 Ödevi

Bu proje turtle_duvar_py adlı, Python (rclpy) ile yazılmış bir ROS 2 paketidir. Kaplumbağanın konumunu /turtle1/pose üzerinden dinler; /turtle1/cmd_vel üzerinden hareket komutu gönderir. Kaplumbağa x veya y değeri 1.0'ın altına ya da 10.0'ın üstüne geldiğinde / sınıra ulaştığında, duvardan yansıyacak şekilde yön değiştirir. Normal hareket sırasında ileri gider, dönerken durup kendi etrafında döner.

Ödev maddeleri

1. Paket: turtle_duvar_py, rclpy, geometry_msgs, turtlesim kullanılır.
2. Abone: turtlesim/msg/Pose türündeki /turtle1/pose konusu; x, y, theta okunur.
3. Yayıncı: geometry_msgs/msg/Twist türündeki /turtle1/cmd_vel konusu; duvarda açı hesaplanıp yön değiştirilir.
4. Log: get_logger().info() ile konum saniyede bir yazdırılır.
5. Bonus: hiz, alt_sinir, ust_sinir parametreleri vardır.

Gereksinimler

• Ubuntu üzerinde kurulmuş ROS 2 (örn. Humble, Jazzy veya Kilted)
• turtlesim ve python3-colcon-common-extensions
• ROS 2 ortamının terminale yüklenmesi (source /opt/ros/<dagitim>/setup.bash)

Aşağıdaki örnek ROS 2 Jazzy içindir. jazzy yerine sisteminizdeki dağıtımı yazın. Mevcut dağıtımları ls /opt/ros ile görebilirsiniz.

source /opt/ros/humble/setup.bash
sudo apt update
sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-turtlesim python3-colcon-common-extensions

Kurulum

İndirilen turtle_duvar_py klasörünü çalışma alanındaki src içine yerleştirin:

mkdir -p ~/ros2_ws/src
cp -r turtle_duvar_py ~/ros2_ws/src/
cd ~/ros2_ws
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --packages-select turtle_duvar_py
source install/setup.bash

cp -r komutunu, turtle_duvar_py klasörünün bulunduğu dizinde çalıştırın. Eğer klasör zaten ~/ros2_ws/src içindeyse kopyalamayın.

Çalıştırma (tek terminal)

cd ~/ros2_ws
source /opt/ros/humble/setup.bash
source install/setup.bash
ros2 launch turtle_duvar_py turtle_duvar.launch.py

Bu komut hem turtlesim penceresini hem de kontrol düğümünü açar.

Ayrı terminallerde çalıştırma

İlk terminal:

source /opt/ros/humble/setup.bash
ros2 run turtlesim turtlesim_node

İkinci terminal:

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 run turtle_duvar_py duvar_kontrol

Parametrelerle başlatma (bonus)

Kontrol düğümünü ayrı başlatırken varsayılan hızı ve sınırları değiştirebilirsiniz:

ros2 run turtle_duvar_py duvar_kontrol --ros-args \
  -p hiz:=1.5 -p alt_sinir:=1.5 -p ust_sinir:=9.5

Varsayılan parametreler: hiz=2.0, alt_sinir=1.0, ust_sinir=10.0. Sınırlar için 0 < alt_sinir < ust_sinir < 11 koşulu aranır. Bu parametreler düğüm başlarken okunur; değiştirmek için düğüm yeniden başlatılır.

Sistem nasıl çalışır?

1. /turtle1/pose mesajından x, y ve theta alınır.
2. 0.05 saniyelik zamanlayıcı (20 Hz) hareket komutlarını günceller.
3. Konum sınıra geldiğinde kaplumbağanın gittiği yön duvarın dışını gösteriyorsa yansıma açısı hesaplanır.
   • Sağ veya sol duvar: yeni_aci = pi - theta
   • Üst veya alt duvar: yeni_aci = -theta
   • Köşede her iki kural sırayla uygulanır.
4. Kaplumbağa önce ileri hareketi durdurur, uygun açıya döner, ardından ileri gitmeye devam eder.
5. Bir saniyelik zamanlayıcı, konumu logger.info ile terminale yazar.

Yalnızca duvara doğru gidildiğinde dönüş başlatıldığı için, duvardan uzaklaşırken aynı duvara tekrar tekrar takılmaz.

Terminalde görülecek log biçimi

Bunlar örnek biçimdir; gerçek değerler çalıştırma sırasında değişir.

[INFO] [duvar_kontrol]: Duvar kontrol basladi. Hiz=2.0, sinirlar=[1.0, 10.0]
[INFO] [duvar_kontrol]: Konum: x=6.25, y=5.54, theta=0.00
[INFO] [duvar_kontrol]: Duvara yaklasildi! x=10.02, y=5.54; yon degistiriliyor.
[INFO] [duvar_kontrol]: Konum: x=9.86, y=5.54, theta=3.14

Kod ve dosyalar

turtle_duvar_py/
├── package.xml
├── setup.py
├── setup.cfg
├── README.md
├── .gitignore
├── resource/
│   └── turtle_duvar_py
├── turtle_duvar_py/
│   ├── __init__.py
│   ├── duvar_kontrol.py
│   └── hareket_mantigi.py
├── launch/
│   └── turtle_duvar.launch.py
├── test/
│   └── test_hareket_mantigi.py
└── ekran_goruntuleri/
    └── README.md

Test

ROS 2 kurulumu gerektirmeyen hesaplama testleri:

cd ~/ros2_ws/src/turtle_duvar_py
python3 -m unittest discover -s test -v

Düğümlerin ROS 2 konularını doğru kullanıp kullanmadığını görmek için:

ros2 topic echo /turtle1/pose
ros2 topic info /turtle1/cmd_vel

Ekran görüntüsü alma

Gerçek uygulamayı çalıştırdıktan sonra ekran_goruntuleri/ içine en az şu üç görseli ekleyin:

1. 01_turtlesim_hareket.png: turtlesim penceresinde hareket izi.
2. 02_terminal_log.png: terminalde Konum: satırları.
3. 03_duvar_donusu.png: terminalde Duvara yaklasildi! satırı ve dönüş.

Ubuntu'da PrtSc tuşuyla ekran görüntüsü alabilir, PNG dosyalarını bu klasöre taşıyabilirsiniz.

Not: Bu proje çalıştırılmamış bir ortamda oluşturuldu; gerçek ROS 2 ekran görüntüleri teslim paketine dahil değildir.

GitHub üzerinden teslim

GitHub'da turtle_duvar_py adlı boş bir depo oluşturun (README ekleme seçeneğini kapatın). Ardından:

cd ~/ros2_ws/src/turtle_duvar_py
git init
git add .
git commit -m "ROS2 duvardan kacan kaplumbaga odevi"
git branch -M main
git remote add origin https://github.com/KULLANICI_ADINIZ/turtle_duvar_py.git
git push -u origin main

KULLANICI_ADINIZ bölümünü kendi GitHub kullanıcı adınızla değiştirin. GitHub'a gönderirken gerçek ekran görüntülerini de ekran_goruntuleri/ dizinine koyup commit edin. Ödev teslim alanına bu GitHub depo bağlantısını verin.