این دوره آموزشی، یک راهنمای جامع و کاربردی برای ورود به دنیای پیشرفته برنامه‌ریزی مسیر ربات‌ها در محیط‌های پویا و ناشناخته است. با تکیه بر فریم‌ورک ROS2، که استانداردی صنعتی در توسعه رباتیک محسوب می‌شود، و با بهره‌گیری از الگوریتم‌های بینایی کامپیوتر، شما قادر خواهید بود ربات‌هایی هوشمند بسازید که بتوانند محیط پیرامون خود را درک کرده، موانع را تشخیص دهند و به صورت بهینه مسیر خود را برای رسیدن به هدف پیدا کنند. تمرکز ویژه این دوره بر حل مسئله پیچیده ماز است که به عنوان یک مدل ساده‌شده اما چالش‌برانگیز برای تست و ارزیابی الگوریتم‌های ناوبری عمل می‌کند.

این مجموعه آموزشی، دانشجویان را با مفاهیم کلیدی و ابزارهای کاربردی در زمینه‌های زیر آشنا می‌سازد:

• آشنایی عمیق با ROS2: درک معماری ROS2، مفاهیم Publisher/Subscriber، Services، Actions، و نحوه ساخت و مدیریت نودهای رباتیک.
• مبانی بینایی کامپیوتر: پردازش تصویر، تشخیص لبه، تشخیص موانع، استخراج ویژگی‌ها، و استفاده از کتابخانه‌هایی مانند OpenCV.
• تکنیک‌های نقشه‌برداری محیط (Mapping): استفاده از سنسورهایی مانند LiDAR و دوربین‌ها برای ایجاد نقشه‌های دقیق از محیط و همچنین روش‌های SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).
• الگوریتم‌های برنامه‌ریزی مسیر (Path Planning):
  • الگوریتم‌های جستجوی گراف مانند Dijkstra و A*.
  • الگوریتم‌های مبتنی بر نمونه‌برداری مانند RRT (Rapidly-exploring Random Tree).
  • الگوریتم‌های مبتنی بر میدان پتانسیل (Potential Fields).
• حل مسئله ماز (Maze Solving):
  • استفاده از دوربین و بینایی کامپیوتر برای شناسایی ساختار ماز.
  • پیاده‌سازی الگوریتم‌های حل ماز بر روی داده‌های بصری.
  • یکپارچه‌سازی با ROS2 برای کنترل ربات در محیط ماز.
• شبیه‌سازی و تست: استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی مانند Gazebo برای تست الگوریتم‌های پیاده‌سازی شده قبل از اجرای واقعی بر روی ربات.
• کار عملی با سنسورها: نحوه دریافت داده از سنسورهای رایج رباتیک و پردازش آن‌ها.
• ساخت ربات‌های خودکار: اصول اولیه طراحی و ساخت ربات‌های قادر به ناوبری مستقل.

با گذراندن این دوره، شما به دانش و مهارت‌های ارزشمندی دست خواهید یافت که مسیر شغلی شما را در حوزه رباتیک متحول خواهد کرد:

• تخصص در ROS2: تسلط بر یکی از قدرتمندترین و پرکاربردترین فریم‌ورک‌های توسعه رباتیک در سطح جهانی.
• توانایی حل مسائل پیچیده: یادگیری چگونگی پیاده‌سازی راه‌حل‌های نوآورانه برای چالش‌های ناوبری ربات‌ها.
• مهارت‌های عملی بینایی کامپیوتر: کسب تجربه عملی در پردازش تصاویر و استفاده از آن‌ها برای تصمیم‌گیری ربات.
• افزایش قابلیت استخدام: تخصص در این حوزه، شما را به گزینه‌ای مطلوب برای شرکت‌های پیشرو در صنعت رباتیک و هوش مصنوعی تبدیل می‌کند.
• توسعه پروژه‌های مستقل: شما قادر خواهید بود پروژه‌های رباتیک خود را از ابتدا تا انتها با استفاده از ابزارها و تکنیک‌های آموخته شده، توسعه دهید.
• محتوای جامع و سازمان‌یافته: دسترسی به کلیه مباحث و مثال‌های عملی بر روی فلش مموری 32 گیگابایتی، امکان مطالعه و تمرین در هر زمان و مکانی را فراهم می‌آورد.

این دوره برای افراد زیر بسیار مفید و کاربردی خواهد بود:

• دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته‌های مهندسی کامپیوتر، برق، مکانیک، و رباتیک.
• پژوهشگران و علاقه‌مندان به حوزه هوش مصنوعی و رباتیک.
• توسعه‌دهندگان رباتیک که به دنبال ارتقاء دانش خود در زمینه ناوبری و بینایی ماشین هستند.
• مهندسانی که در پروژه‌های مرتبط با خودروهای خودران، پهپادها، و ربات‌های صنعتی فعالیت می‌کنند.

برای بهره‌مندی کامل از این دوره، داشتن پیش‌زمینه‌های زیر توصیه می‌شود:

• آشنایی با زبان برنامه‌نویسی C++ و Python: این زبان‌ها ابزارهای اصلی در توسعه ROS2 هستند.
• مفاهیم پایه رباتیک: درک مفاهیمی مانند سینماتیک، دینامیک، و سیستم‌های کنترلی.
• آشنایی اولیه با لینوکس: ROS2 عمدتاً بر روی سیستم‌عامل‌های مبتنی بر لینوکس اجرا می‌شود.
• آشنایی مقدماتی با مفاهیم ریاضی: جبر خطی و حساب دیفرانسیل و انتگرال.

البته، برای آن دسته از علاقه‌مندانی که فاقد برخی از این پیش‌نیازها هستند، منابع تکمیلی برای یادگیری اولیه در داخل مجموعه در نظر گرفته شده است.

این دوره به صورت ماژولار طراحی شده است تا یادگیری مفاهیم به صورت گام به گام و منطقی صورت پذیرد:

• ماژول ۱: مقدمه‌ای بر ROS2

  • نصب و راه‌اندازی ROS2
  • مفاهیم اصلی: Nodes, Topics, Services, Actions
  • ساخت اولین نود ROS2
  • کار با ابزارهای ROS2 (rviz, rqt)

• ماژول ۲: مبانی بینایی کامپیوتر با OpenCV

  • ورود و خروج تصویر
  • عملیات پایه‌ای روی تصویر (فیلترینگ، تبدیل رنگ)
  • تشخیص لبه و کانتور
  • تشخیص رنگ و اشیاء

• ماژول ۳: نقشه‌برداری و همزمان‌سازی موقعیت‌یابی (SLAM)

  • مفاهیم SLAM
  • استفاده از داده‌های LiDAR برای نقشه‌برداری
  • مقدمات SLAM بصری
  • ادغام نقشه با ROS2

• ماژول ۴: برنامه‌ریزی مسیر

  • الگوریتم Dijkstra و A*
  • پیاده‌سازی الگوریتم‌ها در ROS2
  • برنامه‌ریزی مسیر در محیط‌های شناخته شده

• ماژول ۵: حل ماز با بینایی کامپیوتر و ROS2

  • دریافت تصاویر دوربین و پردازش آن‌ها برای شناسایی ساختار ماز
  • پیاده‌سازی الگوریتم‌های حل ماز (مانند Wall Follower یا Breadth-First Search)
  • هدایت ربات در ماز با استفاده از ROS2
  • شبیه‌سازی سناریوهای مختلف ماز

• ماژول ۶: پروژه عملی و نکات پیشرفته

  • تلفیق تمامی آموخته‌ها در یک پروژه جامع
  • بهینه‌سازی الگوریتم‌ها
  • کار با سنسورهای پیشرفته‌تر
  • اشکال‌زدایی و تست در دنیای واقعی

این مجموعه آموزشی تخصصی، به صورت کاملاً فیزیکی و بر روی یک فلش مموری 32 گیگابایتی ارائه می‌شود. این روش، تضمین‌کننده دسترسی سریع و آسان شما به تمامی محتوای دوره، بدون نیاز به دانلود و مشکلات احتمالی اینترنت است. پس از تهیه این دوره، کلیه فیلم‌های آموزشی، کدهای مثال، و فایل‌های پروژه در اختیار شما قرار خواهد گرفت تا بتوانید بلافاصله یادگیری و تمرین را آغاز کنید.