robodog2

Robô de vigilância doméstica com comportamento autônomo inspirado em cachorro — e cenário de exploração espacial em lava tube lunar para aprender ROS2, IA e robótica de forma interativa, com hardware acessível e uso em casa.

Migração do robodog1 (ROS1 Noetic) para ROS2 Humble com hardware ROSMASTER X3 da Yahboom.

🤖 Monitor de IA e Guia de Aprendizado (NotebookLM)

Para auxiliar no seu percurso de aprendizado, este projeto conta com um Guia de Aprendizado Interativo (Google NotebookLM). Através dele, você pode conversar com uma IA treinada na documentação do robodog2.

Aceder ao guia: NotebookLM — robodog2

Com o guia, você pode:

Esclarecer dúvidas técnicas sobre a integração do hardware ROSMASTER X3 com o ROS 2 Humble
Explorar a simulação no Gazebo Fortress, incluindo detalhes sobre os plugins de odometria e os mundos de lava tubes
Estudar com materiais dinâmicos — quizzes, flashcards, guias de referência e áudios explicativos sobre os "instintos" do robô

O contexto da IA é limitado ao âmbito do projeto e temas relacionados (ROS2, lava tube, Raspberry Pi, Jetson Nano, LiDAR, navegação autónoma, etc.). Serve como parceiro de estudos complementar a este repositório, não como substituto da documentação oficial do ROS2.

Nota de segurança e privacidade: ao acessar o link, você entra numa sessão de leitura individual. Suas perguntas e interações são privadas, não são visíveis para outros utilizadores e não alteram o conteúdo original do notebook. Use-o livremente como seu parceiro de estudos!

Contexto da migração

	robodog1	robodog2
ROS	ROS1 Noetic	ROS2 Humble
Hardware	TurtleBot3 Waffle (simulado) + Arduino	ROSMASTER X3 (Raspberry Pi 4, Yahboom)
Simulação	Gazebo Classic	Gazebo Fortress (Ignition Gazebo v6.17.1)
Navegação	move_base + AMCL	Nav2 (AMCL omni + DWB)
SLAM	gmapping	slam_toolbox
Build	catkin	colcon / ament_python
Status	congelado — referência de código	em desenvolvimento ativo

Simulação Gazebo Fortress — o que o fabricante não fornece

O fabricante Yahboom não fornece suporte a Gazebo para o ROSMASTER X3. O robodog2 preenche essa lacuna com uma integração completa para ROS2 Humble + Gazebo Fortress:

URDF de simulação com plugins Fortress (ignition-gazebo-velocity-control, ignition-gazebo-odometry-publisher, ignition-gazebo-joint-state-publisher, LiDAR gpu_lidar)
Bridge ROS–Gazebo configurado via ros_gz_bridge (/cmd_vel, /odom, /scan, /tf, /clock)
Mundos SDF convertidos de Gazebo Classic para Fortress (cma_vazio.world, cma_moveis.world)
SLAM funcional com slam_toolbox — mapas gerados e versionados dentro do pacote
Nav2 + DWB + AMCL omni em simulação, com tuning para ambiente doméstico
Navegação autónoma com patrulha por pesos (rbd2_navega) — validada em simulação

Lava tube lunar

Segundo ambiente do projeto: um lava tube lunar simulado em Gazebo Fortress (gravidade 1/6g), pensado para o mesmo stack ROS2 da casa simulada — SLAM, teleop, lidar, Nav2 — mas com narrativa de exploração espacial e habitats humanos sustentáveis na Lua e em Marte.

	Casa simulada (`cma_moveis`)	Lava tube (`lava_tube`)
Onde corre	Gazebo + robô real em casa	Gazebo (gravidade lunar)
Papel	Aprender e replicar em casa	Mesmo conhecimento ROS2 com ambição espacial
Robô Fase 1	ROSMASTER X3 (rodas)	ROSMASTER X3 — zona navegável parcial do túnel
Robô Fase 2	—	robodog3 (futuro: 4 pernas com rodas nas pontas) — exploração completa

Por que este cenário?

Lava tubes são túneis naturais candidatos a habitats lunares e marcianos (proteção contra radiação, temperatura estável, escala para instalações humanas). Antes de humanos entrarem, robôs autónomos mapeiam e inspecionam o interior — exactamente o que o curso ensina. Ver docs/LAVA_TUBE.md.

O que o aluno faz (Fase 1 — robodog2)

Entra na boca do túnel (semi-enterrada na superfície lunar) com o X3.
Teleopera, usa o lidar e inicia os primeiros mapas na porção navegável.
Avança até o limite natural das rodas (subida do piso do túnel).
Avista ao longe a zona do Enigma — beacon emissivo, lander antigo, artefatos — e fica a pergunta: quem esteve aqui antes?
Para explorar o túnel completo (curva S, alcova, câmara), será preciso o robodog3.

Decisão técnica v1.1 (documentada, implementação pendente): entrada semi-enterrada + rampa + subida progressiva do piso — ver docs/PLANEJAMENTO_LAVA_TUBE.md.

Como lançar

rbd2_build_pkg && rbd2_source
source ~/.bash_aliases

rbd_lava_tube        # túnel operacional (v1.1, zona navegável parcial)
rbd_lava_tube_fuel   # referência visual do interior rochoso (meshes Fuel DARPA SubT)

Branch de trabalho: lava_tubes_grok. Mundo gerado por worlds/generate_lava_tube.py.

Hardware

ROSMASTER X3 — Yahboom

Raspberry Pi 4B (4 GB)
LiDAR 360° (YDLIDAR X4 / LDROBOT LD14)
Câmera RGB
IMU (hardware real — não usado em simulação)
Rodas mecanum (omnidirecionais)

Ambiente de desenvolvimento

Ubuntu 22.04, ROS2 Humble
Gazebo Fortress v6.17.1 (ign gazebo) — NÃO é Gazebo Harmonic
Workspace principal: ~/ros2_ws/

Status atual (2026-06-19)

Validado ✅

Robô ROSMASTER X3 spawnado em cma_moveis.world e cma_vazio.world sem flickering
Teleop mecanum omnidirecional: frente/trás, strafe, rotação, diagonais
OdometryPublisher publicando /odom e TF odom→base_footprint
LiDAR /scan bridgado e funcional
SLAM funcional — rbd2_slam_x3_vazio e rbd2_slam_x3_moveis geram mapas em tempo real
Mapas gerados e versionados — maps/rbd_mapa_vazio.yaml e maps/rbd_mapa_moveis.yaml dentro do pacote
Nav2 + DWB funcional em simulação — rbd2_simulador_x3 e rbd2_simulador_x3_moveis arrancam sem erros
Navegação autónoma por goal: Nav2 Goal → robô chega ao destino de forma eficiente
RViz com robodog2.rviz: Nav2 panel, mapa, costmaps local/global, paths visíveis
rbd2_navega funcional em cma_vazio.world — percorre toda a casa; foge_de_parede() resolve situações de canto
rbd2_navega funcional em cma_moveis.world — navegação autónoma validada com tuning Nav2
Tuning Nav2 para cma_moveis.world — inflation_radius, cost_scaling_factor, sim_time, acc_lim_theta e partículas AMCL ajustados
Fix GLSL RViz em VM: OGRE_RTT_MODE=Copy em ~/.bash_aliases

Em progresso 🎯

Lava tube v1.1 — validar em Gazebo teleop + lidar na zona navegável parcial (rbd_lava_tube)
Testar código Yahboom original no Gazebo — comparar comportamento de navegação com robodog2
Testar código robodog2 no robot real (rbd2_bringup no ROSMASTER X3 físico)

Por fazer ❌

Testar código Yahboom no robot real (X3 físico)
Integrar Rosmaster ↔ robodog2 — cruzar o melhor dos dois códigos
Calibração de rbd_tabelas.py para cma_moveis.world
Ciclo autónomo em hardware físico

Aliases (`~/.bash_aliases`)

Workspace e build

alias rbd2_ws='cd ~/ros2_ws'
alias rbd2_build='cd ~/ros2_ws && colcon build'
alias rbd2_build_pkg='cd ~/ros2_ws && colcon build --packages-select robodog2'
alias rbd2_source='source ~/ros2_ws/install/setup.bash'

Simulação Gazebo Fortress

# Mundo de teste vazio
alias rbd2_gz_x3='ros2 launch robodog2 rbd_gz_x3_launch.py'
alias rbd2_gz_x3_rviz='ros2 launch robodog2 rbd_gz_x3_launch.py rviz:=true'

# Casa com móveis (mundo de operação)
alias rbd2_casa_x3='ros2 launch robodog2 rbd_gz_x3_launch.py world:=cma_moveis.world'
alias rbd2_casa_x3_rviz='ros2 launch robodog2 rbd_gz_x3_launch.py world:=cma_moveis.world rviz:=true'

# Lava tube lunar (branch lava_tubes_grok) — ver docs/LAVA_TUBE.md
alias rbd_lava_tube='ros2 launch robodog2 rbd_lava_tube_launch.py'          # v1 operacional (caixa oca)
alias rbd_lava_tube_fuel='ros2 launch robodog2 rbd_lava_tube_fuel_launch.py' # referência visual Fuel

SLAM — gerar mapas

# Casa vazia — mapa de referência geométrica
alias rbd2_slam_x3_vazio='ros2 launch robodog2 rbd_slam_x3_launch.py world:=cma_vazio.world'
alias rbd2_salva_mapa_vazio='ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f $RBD2_MAPS_SRC/rbd_mapa_vazio \
  && cp $RBD2_MAPS_SRC/rbd_mapa_vazio.{yaml,pgm} $(ros2 pkg prefix robodog2)/share/robodog2/maps/'

# Casa com móveis — mapa de operação real
alias rbd2_slam_x3_moveis='ros2 launch robodog2 rbd_slam_x3_launch.py world:=cma_moveis.world'
alias rbd2_salva_mapa_moveis='ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f $RBD2_MAPS_SRC/rbd_mapa_moveis \
  && cp $RBD2_MAPS_SRC/rbd_mapa_moveis.{yaml,pgm} $(ros2 pkg prefix robodog2)/share/robodog2/maps/'

$RBD2_MAPS_SRC aponta para ~/ros2_ws/src/robodog2/maps/. O alias salva o mapa lá e copia para o diretório de instalação do colcon para que o launch o encontre sem rebuild.

Simulador completo e operação

# Casa vazia — Pré-requisito: maps/rbd_mapa_vazio.yaml gerado pelo rbd2_slam_x3_vazio
alias rbd2_simulador_x3='ros2 launch robodog2 rbd_simulador_x3_launch.py'

# Casa com móveis — Pré-requisito: maps/rbd_mapa_moveis.yaml gerado pelo rbd2_slam_x3_moveis
alias rbd2_simulador_x3_moveis='ros2 launch robodog2 rbd_simulador_x3_launch.py \
  world:=cma_moveis.world \
  map:=$(ros2 pkg prefix robodog2)/share/robodog2/maps/rbd_mapa_moveis.yaml'

alias rbd2_teclado='ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard'
alias rbd2_navega='ros2 run robodog2 rbd_navega'
alias rbd2_bringup='ros2 launch robodog2 rbd_bringup.launch.py'

Fluxos de uso

Gerar o mapa da casa vazia (referência para `rbd_tabelas.py`)

# Terminal 1
rbd2_slam_x3_vazio          # Gazebo + slam_toolbox + RViz

# Terminal 2 — percorrer todos os cômodos com o teclado
rbd2_teclado

# Terminal 2 — quando o mapa estiver completo
rbd2_salva_mapa_vazio       # → maps/rbd_mapa_vazio.yaml + maps/rbd_mapa_vazio.pgm (no pacote)

Gerar o mapa da casa com móveis

# Terminal 1
rbd2_slam_x3_moveis         # Gazebo + slam_toolbox + RViz

# Terminal 2
rbd2_teclado
rbd2_salva_mapa_moveis      # → maps/rbd_mapa_moveis.yaml (no pacote)

Simulação autónoma — casa vazia

# Terminal 1
rbd2_simulador_x3           # Gazebo + Nav2 + AMCL + RViz (mapa: maps/rbd_mapa_vazio.yaml)

# Terminal 2
rbd2_navega                 # loop autónomo de patrulha por pesos

Simulação autónoma — casa com móveis

# Terminal 1
rbd2_simulador_x3_moveis    # Gazebo + Nav2 + AMCL + RViz (mapa: maps/rbd_mapa_moveis.yaml)

# Terminal 2
rbd2_navega                 # loop autônomo de patrulha por pesos

Exploração inicial — lava tube lunar

# Terminal 1
rbd_lava_tube               # Gazebo + robô na superfície lunar (branch lava_tubes_grok)

# Terminal 2 — teleop e primeiros mapas na zona navegável
rbd2_teclado
# SLAM: adaptar rbd_slam_x3_launch.py com world:=lava_tube.world quando validado

Arquitetura de simulação (Gazebo Fortress)

rbd_gz_x3_launch.py
├── ign gazebo servidor (-r -s -v4)   ← mundo .world em worlds/
├── ign gazebo GUI (-g -v4)
├── robot_state_publisher             ← URDF: urdf/rbd_X3_sim.urdf.xacro
├── ros_gz_sim create                 ← spawn rosmaster_x3 em (-3.0, -2.0, 0.1)
└── ros_gz_bridge (parameter_bridge)  ← config: config/rbd_x3_bridge.yaml

rbd_simulador_x3_launch.py            ← default: cma_vazio.world + maps/rbd_mapa_vazio.yaml
├── rbd_gz_x3_launch.py               ← Gazebo Fortress (world configurável)
├── navigation_dwa_launch.py          ← Nav2: AMCL omni + DWB + BT Navigator + recoveries
│                                        params: params/rbd_dwa_nav_params.yaml
└── rviz2                             ← config: rviz/robodog2.rviz (Nav2 panel + costmaps)

rbd_slam_x3_launch.py
├── rbd_gz_x3_launch.py               ← Gazebo Fortress (world configurável)
├── async_slam_toolbox_node           ← params: params/rbd_slam_toolbox_params.yaml
└── rviz2                             ← config: rviz/map.rviz

Plugins URDF ativos (Fortress v6):

ignition-gazebo-velocity-control-system → subscreve /model/rosmaster_x3/cmd_vel
ignition-gazebo-odometry-publisher-system → publica /odom e TF odom→base_footprint
ignition-gazebo-joint-state-publisher-system → publica /joint_states
LiDAR gpu_lidar → publica /scan

Bridge ativo (rbd_x3_bridge.yaml):

GZ→ROS: /clock, /joint_states, /odom, /tf, /scan
ROS→GZ: /cmd_vel → /model/rosmaster_x3/cmd_vel

Arquitetura de comportamento autônomo

rbd_tabelas.py   — pontos de destino, rotas, pesos de tarefas (dados estáticos)
rbd_md.py        — classes CASA, TAREFAS, ROBO
rbd_funcoes.py   — move_to_goal() via Nav2, leitura do laser scan
rbd_navega.py    — nó ROS2 principal: MultiThreadedExecutor + thread do loop

Loop de seleção de tarefas por peso (instintos programados):

A cada ciclo todos os pesos das tarefas ativas são incrementados
A tarefa com maior peso é escolhida (desempate aleatório)
O robô percorre os pontos de destino do cômodo via Nav2
O peso da tarefa executada é decrementado (reduz prioridade)
Quando todos os pesos ficam negativos o ciclo é reiniciado

Build e instalação

mkdir -p ~/ros2_ws/src && cd ~/ros2_ws/src
git clone https://github.com/acflemos/robodog2.git
cd ~/ros2_ws
colcon build --packages-select robodog2
source install/setup.bash

Dependências:

sudo apt install -y \
  ros-humble-navigation2 \
  ros-humble-nav2-bringup \
  ros-humble-slam-toolbox \
  ros-humble-ros-gz \
  ros-humble-robot-state-publisher \
  ros-humble-xacro \
  ros-humble-teleop-twist-keyboard

Mundos Gazebo

Arquivo	Conteúdo	Status
`worlds/cma_vazio.world`	Casa sem móveis — 15 cômodos	✅ Fortress
`worlds/cma_moveis.world`	Casa com móveis — 79 modelos	✅ Fortress
`worlds/rbd_gz_empty.world`	Mundo vazio para testes	✅ Fortress
`worlds/lava_tube.world`	Lava tube lunar (1/6g), v1.1 — entrada semi-enterrada, rampa, zona navegável parcial; gerado por `generate_lava_tube.py`	🎯 validar (`lava_tubes_grok`)
`worlds/lava_tube_fuel.world`	Referência visual Fuel — interior rochoso; piso irregular, sem colisão para rodas	✅ referência

Os mundos cma_* foram convertidos de Gazebo Classic (SDF 1.6) para Fortress: poses dos modelos atualizadas a partir do bloco <state> do arquivo original. Detalhes do lava tube: worlds/README.md.

Mapas gerados

Arquivo	Mundo	Resolução
`maps/rbd_mapa_vazio.yaml`	`cma_vazio.world`	485×378 @ 0.05 m/px
`maps/rbd_mapa_moveis.yaml`	`cma_moveis.world`	312×374 @ 0.05 m/px

Referências

docs/LAVA_TUBE.md — proposta pedagógica do lava tube
docs/PLANEJAMENTO_LAVA_TUBE.md — fases técnicas, Enigma, decisão v1.1
robodog1 — versão ROS1 (congelada)
ROSMASTER X3 — Yahboom
Nav2
slam_toolbox
ROS2 Humble
Ignition Gazebo / Fortress

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 124 Commits
.cursor/rules		.cursor/rules
config		config
docs		docs
launch		launch
maps		maps
meshes		meshes
params		params
resource		resource
robodog2		robodog2
rviz		rviz
scripts		scripts
test		test
urdf		urdf
worlds		worlds
.gitignore		.gitignore
LICENSE		LICENSE
README.md		README.md
package.xml		package.xml
setup.cfg		setup.cfg
setup.py		setup.py

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🤖 Monitor de IA e Guia de Aprendizado (NotebookLM)

Contexto da migração

Simulação Gazebo Fortress — o que o fabricante não fornece

Lava tube lunar

Por que este cenário?

O que o aluno faz (Fase 1 — robodog2)

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Validado ✅

Em progresso 🎯

Por fazer ❌

Aliases (~/.bash_aliases)

Workspace e build

Simulação Gazebo Fortress

SLAM — gerar mapas

Simulador completo e operação

Fluxos de uso

Gerar o mapa da casa vazia (referência para rbd_tabelas.py)

Gerar o mapa da casa com móveis

Simulação autónoma — casa vazia

Simulação autónoma — casa com móveis

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Arquitetura de simulação (Gazebo Fortress)

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Mundos Gazebo

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