035_基于Turtlebot3的激光SLAM及导航实验（1）
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简介：
本实验以Turtlebot3机器人平台为基础，深入探讨并实践激光SLAM技术与自主导航系统，旨在帮助学习者掌握机器人在未知环境中的建图和定位方法。
【使用Turtlebot3的激光SLAM与导航实验】是一个基于Ubuntu 16.04和ROS Kinetic的操作系统实践课程，旨在让学生体验机器人操作系统在真实世界中的应用，并掌握激光SLAM（即时定位与地图构建）以及自主导航技术。Turtlebot3是一款小型移动平台，配备了用于室内环境探索和建图的激光雷达传感器。
实验概述：
1. 学生通过运行ROS操作系统的命令获取并处理Turtlebot3上安装的激光传感器数据，在未知环境中进行机器人定位及地图绘制。
2. 利用生成的地图信息，学生可以设置机器人的起始位置与目标点，并执行自主导航任务，让机器人自行规划路线到达指定目的地。
3. 实验过程中还涵盖了ROS多机协作的内容，展示如何在多个设备间共享数据和控制指令。
课前准备：
1. 确保计算机已安装Ubuntu 16.04操作系统及ROS Kinetic版本。此前的Kinetic版本可能不支持Turtlebot3，而Lunar或Melodic版本虽然理论上兼容但未经充分测试。
2. 安装必要的软件包和依赖项以准备实验环境。注意不要直接在命令行中粘贴包含换行符的指令，而是先将其复制到文本编辑器内去除换行后再执行。
3. 从GitHub或其他源下载所需代码，并将这些文件放入ROS工作空间进行编译确保没有错误出现。
4. 准备好键盘和鼠标，在实验过程中可能需要在Turtlebot3树莓派上操作。
网络配置：
为了使笔记本电脑与机器人能够协同作业，两者需连接到同一无线网络环境中。可以使用校园网、个人路由器或手机热点（请确认为2.4GHz频段）。然后通过命令获取本机IP地址以进行后续的时间同步设置。
软件安装：
实验开始前需要安装一系列ROS相关组件，包括joy、teleop-twist-joy、teleop-twist-keyboard、laser-proc等。这些工具包对于处理输入输出操作以及激光数据非常重要，并且支持远程控制和导航功能的实现。
实验步骤：
1. 在PC端与机器人之间建立通信连接并测试其有效性。
2. 通过键盘操控Turtlebot3，以验证两者之间的通讯链路是否可靠。
3. 进行SLAM实验，在此过程中利用Turtlebot3上的激光雷达实时构建环境地图。
4. 执行自主导航任务设置机器人的出发点和目标位置，并观察其规划路径并执行的能力。
扩展部分：
- 学生将被要求编程指定机器人在不同场景下的导航目的地，这需要掌握如何设定及实现机器人的目标导向任务。该过程涉及到了路径规划与控制算法的应用。
整个实验内容涵盖了ROS的基础操作、硬件接口的使用、SLAM原理以及自主导航技术的学习，对于理解和应用机器人技术和ROS框架具有重要的实践价值。通过此类实验活动，学生不仅能深入理解相关理论知识，还能提高实际动手能力和问题解决能力。
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