feat: expanded and added more tasks

2026-07-08 23:33:26 +02:00
parent 8fdf69e11f
commit d0b776485a
97 changed files with 3121 additions and 427 deletions
@@ -0,0 +1,38 @@
+# Aufgabe 01: ROS2 Zweck einordnen
+
+## Ziel
+
+Du verstehst, was ROS2 löst und was es nicht automatisch löst.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+ROS2 ist mächtig, aber für frühe AI-Prototypen nicht immer der beste Startpunkt.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Linux
+- Grundwissen Services
+
+## Theorie
+
+ROS2 bietet Kommunikationsmuster, Tools und Robotik-Konventionen. Es ersetzt aber keine gute Architektur und macht AI-Integration nicht magisch einfacher.
+
+## Aufgabe
+
+Schreibe eine kurze Entscheidungshilfe: Wann nutzt du ROS2 in diesem Projekt, wann bleibst du bei Services?
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Mindestens drei Pro- und Contra-Punkte sind genannt.
+- Bezug zum Roboterkopf ist konkret.
+- Entscheidung für den Kursstand ist begründet.
+
+## Erweiterungen
+
+- Vergleiche mit MQTT/REST aus Modul 06.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Welches Problem löst ROS2 sofort?
+- Was wird durch ROS2 komplexer?
+- Wann lohnt sich die Migration?
@@ -0,0 +1,38 @@
+# Aufgabe 02: Workspace und Package anlegen
+
+## Ziel
+
+Du richtest einen ROS2-Workspace mit einem einfachen Package ein.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+Alle weiteren ROS2-Übungen brauchen reproduzierbare Basisstruktur.
+
+## Voraussetzungen
+
+- ROS2 installiert
+- Terminal
+
+## Theorie
+
+Ein Workspace enthält Packages, die mit colcon gebaut werden. Source-Setup entscheidet, welche Pakete im Terminal sichtbar sind.
+
+## Aufgabe
+
+Erstelle einen Workspace, ein Python- oder C++-Package und baue es mit colcon.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Build läuft ohne Fehler.
+- Package ist nach `source install/setup...` sichtbar.
+- README notiert die Befehle.
+
+## Erweiterungen
+
+- Füge einen `just`-Befehl fürs Build hinzu.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Warum muss setup gesourced werden?
+- Was ist ein Package?
+- Wie trennst du ROS2-Code vom Restprojekt?
@@ -0,0 +1,37 @@
+# Aufgabe 03: Erste Node schreiben
+
+## Ziel
+
+Du schreibst eine Node, die regelmäßig Status loggt.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+Nodes sind die kleinste laufende Einheit in ROS2.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Aufgabe 02
+
+## Theorie
+
+Eine Node kapselt Verhalten und kommuniziert über ROS2-Mechanismen. Timer sind ein einfacher Einstieg ohne externe Nachrichten.
+
+## Aufgabe
+
+Implementiere eine Node `robot_head_status`, die jede Sekunde einen Status ausgibt.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Node startet mit `ros2 run`.
+- Timer läuft regelmäßig.
+- Shutdown beendet sauber.
+
+## Erweiterungen
+
+- Füge Parameter für Intervall hinzu.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Was unterscheidet Node und Prozess?
+- Wie stoppst du eine Node sauber?
+- Welche Zustände sollte der Roboterkopf melden?
@@ -0,0 +1,37 @@
+# Aufgabe 04: Topics publishen und subscriben
+
+## Ziel
+
+Du sendest und empfängst einfache Nachrichten über Topics.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+Sensor- und Statusdaten werden in ROS2 typischerweise über Topics verteilt.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Aufgabe 03
+
+## Theorie
+
+Topics sind asynchrone Datenströme. Publisher kennen Subscriber nicht direkt, was lose Kopplung ermöglicht.
+
+## Aufgabe
+
+Baue einen Publisher für `person_count` und einen Subscriber, der den Wert loggt.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Topic ist mit `ros2 topic list` sichtbar.
+- Nachrichten kommen regelmäßig an.
+- Datentyp ist dokumentiert.
+
+## Erweiterungen
+
+- Nutze einen eigenen Message-Typ als Experiment.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Warum passt PersonCount zu Topic?
+- Wann wäre ein Service besser?
+- Wie debuggt man Topic-Daten?
@@ -0,0 +1,37 @@
+# Aufgabe 05: Services in ROS2 nutzen
+
+## Ziel
+
+Du implementierst einen Request/Response-Service für Kopfzentrierung.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+Viele Roboteraktionen brauchen eine direkte Antwort, ob der Befehl angenommen wurde.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Aufgaben 03-04
+
+## Theorie
+
+ROS2 Services sind synchrone oder request/response-artige Aufrufe. Sie passen zu kurzen Aktionen, nicht zu langen Bewegungen.
+
+## Aufgabe
+
+Baue einen Service `center_head`, der Erfolg und Nachricht zurückgibt.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Service ist per CLI aufrufbar.
+- Antwort enthält Erfolg.
+- Fehlerfall ist simuliert.
+
+## Erweiterungen
+
+- Verbinde den Service mit der Motion API im Mockmodus.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Warum ist ein langer Scan kein guter Service?
+- Welche Antwort braucht ein Caller?
+- Wie gehst du mit Timeout um?
@@ -0,0 +1,37 @@
+# Aufgabe 06: Actions für längere Bewegungen
+
+## Ziel
+
+Du modellierst eine Scanbewegung als ROS2 Action.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+Lange Bewegungen brauchen Feedback, Fortschritt und Abbruchmöglichkeit.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Aufgabe 05
+
+## Theorie
+
+Actions bestehen aus Goal, Feedback und Result. Sie passen zu Aufgaben, die dauern und eventuell abgebrochen werden sollen.
+
+## Aufgabe
+
+Implementiere oder skizziere eine Action `scan_for_person` mit Fortschritt und Ergebnis.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Goal kann gestartet werden.
+- Feedback wird regelmäßig gesendet.
+- Cancel ist bedacht oder implementiert.
+
+## Erweiterungen
+
+- Verbinde später mit Vision-Erkennung.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Warum ist Scan eine Action?
+- Welche Feedbackdaten sind nützlich?
+- Was passiert bei Cancel?
@@ -0,0 +1,37 @@
+# Aufgabe 07: Launch Files und Parameter
+
+## Ziel
+
+Du startest mehrere Nodes mit Parametern über ein Launch File.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+Ein Roboter startet selten nur einen Prozess.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Aufgaben 03-06
+
+## Theorie
+
+Launch Files beschreiben, welche Nodes mit welchen Parametern starten. Parameter machen Verhalten ohne Codeänderung anpassbar.
+
+## Aufgabe
+
+Erstelle ein Launch File für Status-, PersonCount- und Motion-Mock-Node.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Mehrere Nodes starten gemeinsam.
+- Parameter werden gesetzt.
+- Startbefehle sind dokumentiert.
+
+## Erweiterungen
+
+- Füge Namespace `robot_head` hinzu.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Welche Parameter ändern sich pro Umgebung?
+- Warum sind Launch Files besser als viele Terminals?
+- Wie organisierst du Namespaces?
@@ -0,0 +1,37 @@
+# Aufgabe 08: TF grob verstehen
+
+## Ziel
+
+Du modellierst grob Koordinatenrahmen für Kamera und Kopf.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+Bewegung und Sicht brauchen gemeinsame Bezugssysteme.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Aufgaben 04-07
+
+## Theorie
+
+TF beschreibt Transformationen zwischen Frames. Für den Kurs reicht zunächst zu verstehen, wo Kamera, Kopfmitte und Welt relativ zueinander liegen.
+
+## Aufgabe
+
+Zeichne Frames für base, head_pan, head_tilt und camera und beschreibe Transformationen qualitativ.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- Mindestens vier Frames sind beschrieben.
+- Parent/Child-Beziehungen sind klar.
+- Bezug zur Pan-Tilt-Mechanik ist hergestellt.
+
+## Erweiterungen
+
+- Publiziere statische TFs als Experiment.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Warum ist Kameraposition wichtig?
+- Was ändert sich bei Pan?
+- Welche Vereinfachung ist für 2D-Tracking okay?
@@ -0,0 +1,38 @@
+# Aufgabe 09: Bridge zur bestehenden Architektur
+
+## Ziel
+
+Du verbindest REST-Service und ROS2-Welt in einem kleinen Adapter.
+
+## Warum ist das wichtig?
+
+So kannst du bestehende Services nutzen, ohne alles sofort auf ROS2 umzuschreiben.
+
+## Voraussetzungen
+
+- Modul 06
+- Aufgaben 04-08
+
+## Theorie
+
+Eine Bridge übersetzt zwischen Protokollen. Sie sollte dünn bleiben und keine Fachlogik verstecken.
+
+## Aufgabe
+
+Baue eine Node, die einen ROS2-Service oder Topic-Aufruf an einen bestehenden HTTP-Mock weiterleitet.
+
+## Akzeptanzkriterien
+
+- ROS2-Aufruf erreicht HTTP-Mock.
+- Fehler werden übersetzt.
+- Bridge-Code bleibt klein.
+
+## Erweiterungen
+
+- Bridge PersonCount Topic aus Vision-Service.
+
+## Reflexionsfragen
+
+- Welche Logik gehört nicht in die Bridge?
+- Wie behandelst du HTTP-Timeouts?
+- Wann würdest du native ROS2-Nodes schreiben?
@@ -0,0 +1,19 @@
+# ROS2 Basics
+
+Nodes, Topics, Services, Actions, Launch Files, Parameter, TF und Architektur-Brücken.
+
+## Aufgaben
+
+- [01: ROS2 Zweck einordnen](01-ros2-zweck-einordnen.md)
+- [02: Workspace und Package anlegen](02-workspace-und-package-anlegen.md)
+- [03: Erste Node schreiben](03-erste-node-schreiben.md)
+- [04: Topics publishen und subscriben](04-topics-publishen-und-subscriben.md)
+- [05: Services in ROS2 nutzen](05-services-in-ros2-nutzen.md)
+- [06: Actions für längere Bewegungen](06-actions-fuer-laengere-bewegungen.md)
+- [07: Launch Files und Parameter](07-launch-files-und-parameter.md)
+- [08: TF grob verstehen](08-tf-grob-verstehen.md)
+- [09: Bridge zur bestehenden Architektur](09-bridge-zur-bestehenden-architektur.md)
+
+## Arbeitsweise
+
+Bearbeite die Aufgaben nacheinander. Jede Aufgabe soll ein kleines, überprüfbares Ergebnis liefern und ist bewusst auf etwa 1 bis 4 Stunden ausgelegt.