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![■ノードが起動しているか確認
$ rosnode ping my_turtle
rosnode: node is [/my_turtle]
pinging /my_turtle with a timeout of 3.0s
xmlrpc reply from http://daikimaekawa-ThinkPad-X230:58887/
time=0.523806ms
xmlrpc reply from http://daikimaekawa-ThinkPad-X230:58887/
time=1.019001ms
xmlrpc reply from http://daikimaekawa-ThinkPad-X230:58887/
time=1.125097ms](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-26-2048.jpg)
![■配信-購読されているトピックとその型の情報を調べる
$ rostopic list -v
Published topics:
* /turtle1/color_sensor [turtlesim/Color] 1 publisher
* /turtle1/cmd_vel [geometry_msgs/Twist] 1 publisher
* /rosout [rosgraph_msgs/Log] 3 publishers
* /rosout_agg [rosgraph_msgs/Log] 1 publisher
* /turtle1/pose [turtlesim/Pose] 1 publisher
Subscribed topics:
* /turtle1/cmd_vel [geometry_msgs/Twist] 2 subscribers
* /rosout [rosgraph_msgs/Log] 1 subscriber](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-33-2048.jpg)
![■rostopic pubはトピックへデータを配信します
■turtlesimを直線速度2.0, 角速度1.8で移動させる
$ rostopic pub -1
/turtle1/cmd_vel
geometry_msgs/Twist '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.8]'
rostopic pub [topic] [msg_type] [args]](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-36-2048.jpg)
![■亀は動き続けるために定期的な1Hzのコマンドが必要
$ rostopic pub
/turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -r 1
-- '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.8]'](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-37-2048.jpg)
![■rostopic hzは配信されたデータの更新頻度を調べる
■/turtle1/poseを購読して, turtlesim_nodeの速さがど
の程度か見てみよう
$ rostopic hz /turtle1/pose
subscribed to [/turtle1/pose]
average rate: 62.489
データの更新頻度は60Hz
min: 0.016s max: 0.016s std dev: 0.00011s window: 62
average rate: 62.491
min: 0.016s max: 0.016s std dev: 0.00009s window: 125
average rate: 62.496
min: 0.016s max: 0.016s std dev: 0.00009s window: 187](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-39-2048.jpg)
![■初期設定
#define DEFAULT_RATE 20
int main(int argc, char *argv[]){
ros::init(argc, argv, “test”);
ros::NodeHandle n;
ros::Publisher marker_pub =
n.advertise<visualization_msgs::Marker>(“visualiz
ation_marker”, 10);
・・・
}](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-59-2048.jpg)
![■初期設定
int main(int argc, char *argv[]){
・・・
visualization_msgs::Marker line_strip;
line_strip.header.farme_id = “practice”;
line_strip.ns = “practice”;
line_strip.id = 1;
line_strip.type =
visualization_msgs::Marker::LINE_STRIP;
line_strip.action =
visualization_msgs::Marker::ADD;
・・・
}](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-60-2048.jpg)
![■初期設定
int main(int argc, char *argv[]){
・・・
line_strip.scale.x = 0.1;
line_strip.color.b = 1.0;
line_strip.color.a = 1.0;
float phai = 0.0;
n.setParam(“/rate”, DEFAULT_RATE);
・・・
}](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-61-2048.jpg)
![■図形を作成
int main(int argc, char *argv[]){
・・・
for(int i=0; i <= 10; i++){
const float radius = i % 2 ? 6.0 : 3.0;
const float theta =
(72.0 * (i/2) + (i%2) * 36.0) * M_PI / 180.0;
geometry_msgs::Point vertex;
vertex.x = radius * cos(theta);
vertex.y = radius * sin(theta);
line_strip.points.push_back(vertex);
}
・・・
}](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-62-2048.jpg)
![■図形の回転
int main(int argc, char *argv[]){
・・・
while(ros::ok()){
int val = DEFAULT_RATE;
if(n.getParam(“/rate”, val)){
std::cout << “val = ” << val << std::endl;
}
ros::Rate r(val);
line_strip.header.stamp = ros::Time::now();
line_strip.pose.orientation.z = sin(phai / 2);
line_strip.pose.orientation.w = cos(phai / 2);
・・・
}
return 0;
}](https://image.slidesharecdn.com/rosmeetup02-141019070325-conversion-gate01/75/ROS-Tutorial-02-CIT-63-2048.jpg)
ROS Tutorial 02 - CIT
- 1. ROS勉強会 - 林原研究室 <入門編> ２０１４年９月５日 千葉工業大学 工学部 ４年 ロボット設計・制御研究室 前川大輝
- 2. 目次 1.ROSとは ２.ディストリビューション ３.ROSの歴史 4.便利なパッケージを動かしてみよう 5.本日の学習範囲 6.通信の基本モデル 7.ROSのノードについて理解する 8.ROSのトピックを理解する 9.RVizで図形を可視化しよう
- 3. ROS(Robot Operating System)とは ■オープンソースで提供されるロボット向けのメタ・オペレーティングシステム ■ロボット制御用のミドルウェア → ソースをコンパイルするためのビルドシステム → プロセス間通信のための通信ライブラリ ■ロボット工学分野の研究・開発におけるコードの”再利用”を 支援することが目的 ROS = 通信 + ツール群 + 機能群 + エコシステム
- 4.
- 5.
- 6. ディストリビューション ■ー年周期のリリース(五月までHydro) ■ーつのリリースの開発(Indigo) ■二つのリリースのサポート
- 7. ROSの歴史 ■2007年 Stanford大学のAILabが開発 ■2008年 WillowGarageが開発を引き継ぎ ■2013年2月からOSRF(Open Source Robotics Foundation)が開発
- 8.
- 9. ■パッケージのインストール $ sudoapt-get install ros-hydro-hector-slam ■バグファイル（ログ）のダウンロード $ wget http://tu-darmstadt-ros-pkg. googlecode.com/files/Team_Hector_MappingBox_RoboCup_2 011_Rescue_Arena.bag ■hector_slamの起動 $ roslaunch hector_slam_launch tutorial.launch ■バグファイルの再生 $ rosbag play Team_Hector_MappingBox_RoboCup_2011_Rescue_Arena.bag --clock ■地図の保存 $ rostopic pub syscommand std_msgs/String "savegeotiff"
- 10.
- 11. 本日の学習範囲 Q ：何から勉強するの？ A ： まずは本家のチュートリアルをこなしましょう
- 12. 本家チュートリアル 初級 1.ROS環境のインストールとセットアップ 2.ROSのファイルシステムを学ぶ 3.ROSパッケージを作る 4.ROSのパッケージをビルドする 5.ROSのノードを理解する 6.ROSのトピックを理解する 7.ROSのサービスとパラメータを理解する 8.rqt_consoleとroslaunchを使う 9.ROSでrosedを使ってファイルを編集する 10.ROSのメッセージやサービスなどを作る 11.シンプルなパブリッシャとサブスクライバを書く 12.データを記録し、リプレイをする 中級 他のライブラリのチュートリアル その他
- 13. 初級 1.ROS環境のインストールとセットアップ 2.ROSのファイルシステムを学ぶ 3.ROSパッケージを作る 4.ROSのパッケージをビルドする 5.ROSのノードを理解する 6.ROSのトピックを理解する 7.ROSのサービスとパラメータを理解する 8.rqt_consoleとroslaunchを使う 9.ROSでrosedを使ってファイルを編集する 10.ROSのメッセージやサービスなどを作る 11.シンプルなパブリッシャとサブスクライバを書く 12.データを記録し、リプレイをする 中級 他のライブラリのチュートリアル その他 本日の学習範囲 本家チュートリアル
- 14.
- 15. ■ソフトウェアの単位： ノード ■ロボットのセンサやアクチュエータ等を別々のノードとして定義 → それを組み合わせ分散システムを構築 Node A Node B Node C
- 16. ■出版-購読型のメッセージング ■異なるプログラミング言語で記述されたノードでもやりとりが可能 NodeA Node C Publish Subscribe Publish TopicA Node B Subscriber Publisher Publisher
- 17. ■サービス (リモート関数呼び出し) ■利用側（多くはノード）からリクエストを受け取ると特定の処理を行うもの Arguments Client Service Return Values
- 18. ■パラメータ ■トピック以外のデータを送受信するための仕組み ■パラメータサーバがデータを保持 → 他のノードからの変更は通知される
- 19.
- 20. ■パッケージ ■機能毎に分類されたノードやライブラリの単位のこと ■パッケージを管理するための便利なコマンドが多数提供されている ■ロボット用のオープンソースパッケージが多数公開されている
- 21.
- 22.
- 23. ■rosrunを用いてパッケージに含まれるノードを起動 $ rosrunturtlesim turtlesim_node
- 24. ■ノードの一覧を表示 $ rosnodelist /rosout /turtlesim Ctrl - Cでノードを停止
- 25. ■リマップでコマンドラインから名前を変更 $ rosrunturtlesim turtlesim_node __name := my_turtle rosnode list /rosout /my_turtle
- 26. ■ノードが起動しているか確認 $ rosnodeping my_turtle rosnode: node is [/my_turtle] pinging /my_turtle with a timeout of 3.0s xmlrpc reply from http://daikimaekawa-ThinkPad-X230:58887/ time=0.523806ms xmlrpc reply from http://daikimaekawa-ThinkPad-X230:58887/ time=1.019001ms xmlrpc reply from http://daikimaekawa-ThinkPad-X230:58887/ time=1.125097ms
- 27.
- 28. ■キーボードによる亀の操作 $ rosrunturtlesim turtle_teleop_key
- 29. ■システムの進行状況・挙動を示すグラフの生成 $ rqt_graph ROSのノードやトピックがハイライトされる
- 30. ■rostopicはトピックの詳細を調べるコマンド $ rostopicecho /turtle1/cmd_vel linear: x: 0.0 y: 0.0 z: 0.0 angular: x: 0.0 y: 0.0 z: 2.0 --- linear: x: 2.0 y: 0.0 z: 0.0 angular: x: 0.0 y: 0.0 z: 0.0 ---
- 31.
- 32. ■配信者と購読者が通信するためには同じ型のメッセージ を送受信する必要がある ■トピックの型は配信されるメッセージの型により定義される ■rostopicを使って簡単に調べることが可能
- 33. ■配信-購読されているトピックとその型の情報を調べる $ rostopiclist -v Published topics: * /turtle1/color_sensor [turtlesim/Color] 1 publisher * /turtle1/cmd_vel [geometry_msgs/Twist] 1 publisher * /rosout [rosgraph_msgs/Log] 3 publishers * /rosout_agg [rosgraph_msgs/Log] 1 publisher * /turtle1/pose [turtlesim/Pose] 1 publisher Subscribed topics: * /turtle1/cmd_vel [geometry_msgs/Twist] 2 subscribers * /rosout [rosgraph_msgs/Log] 1 subscriber
- 34. ■rostopic typeで特定のトピックのメッセージ型を調べる $rostopic type /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist
- 35. ■rosmsgを使用してメッセージの詳細を調べる $ rosmsgshow geometry_msgs/Twist geometry_msgs/Vector3 linear float64 x float64 y float64 z geometry_msgs/Vector3 angular float64 x float64 y float64 z
- 36. ■rostopic pubはトピックへデータを配信します ■turtlesimを直線速度2.0,角速度1.8で移動させる $ rostopic pub -1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.8]' rostopic pub [topic] [msg_type] [args]
- 37. ■亀は動き続けるために定期的な1Hzのコマンドが必要 $ rostopicpub /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/Twist -r 1 -- '[2.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 1.8]'
- 38. ■何が起こっているかはrqt_graphでも可視化できる ■rostopic pubnode と rostopic echo nodeが通信 $ rqt_graph
- 39. ■rostopic hzは配信されたデータの更新頻度を調べる ■/turtle1/poseを購読して,turtlesim_nodeの速さがど の程度か見てみよう $ rostopic hz /turtle1/pose subscribed to [/turtle1/pose] average rate: 62.489 データの更新頻度は60Hz min: 0.016s max: 0.016s std dev: 0.00011s window: 62 average rate: 62.491 min: 0.016s max: 0.016s std dev: 0.00009s window: 125 average rate: 62.496 min: 0.016s max: 0.016s std dev: 0.00009s window: 187
- 40. ■コマンドを組み合わせて便利に使える ■rostopic typeと rosmsg showを結合して使ってみよう → 普通にパイプが使える $ rostopic type /turtle1/cmd_vel | rosmsg show geometry_msgs/Vector3 linear float64 x float64 y float64 z geometry_msgs/Vector3 angular float64 x float64 y float64 z
- 41. ■rqt_plotはトピックで配信されている データの時間図を表示する $rqt_plot 任意のトピックを追加
- 42.
- 43.
- 44. ■rosservice listでアクティブなサービスの情報を表示 $rosservice list /clear /kill /reset /rosout/get_loggers /rosout/set_logger_level /spawn /turtle1/set_pen /turtle1/teleport_absolute /turtle1/teleport_relative /turtlesim/get_loggers /turtlesim/set_logger_level
- 45. ■rosservice type でサービスの型を表示します $ rosservice type clear std_srvs/Empty リクエストの作成にデータを送らない レスポンスの受け取りにデータを受け取らない
- 46. ■rosservice callでサービスを呼び出す ■turtlesimをクリアしよう $ rosservice call clear
- 47. ■サービスが引数をとる場合を考えましょう ■spawnサービスは新しい亀を誕生させる $rosservice type spawn | rossrv show float32 x float32 y float32 theta string name --- string name
- 48. ■位置と向きを与えて新しい亀を誕生させよう → 名前の指定は任意 $rosservice call spawn 2 2 0.2 “” name: turtle2 作成した亀の名前を返す
- 49. ■rosparamはROSパラメータサーバを用いてデータの 蓄積や操作を実現 $rosparam list /background_b /background_g /background_r /rosdistro /roslaunch/uris/host_daikimaekawa_thinkpad_x230__57324 /rosversion /run_id
- 50. ■rosparam setでパラメータの値を変える $rosparam set /background_r 255 $ rosservice call clear
- 51. ■rosparam getでパラメータの値を取得する $rosparam get /background_r 255
- 52. ■全てのパラメータサーバの中身を見る $ rosparamget / background_b: 255 background_g: 86 background_r: 255 rosdistro: 'hydro ' roslaunch: uris: {host_daikimaekawa_thinkpad_x230__57324: 'http://daikimaekawa-ThinkPad-X230:57324/'} rosversion: '1.10.2 ' run_id: 2ec6f1ae-be3f-11e3-986c-b8763fd266b5
- 53. ■全てのパラメータをファイルに書き出す $ rosparamdump params.yaml ■yamlファイルをcopyというネームスペース の中に読み込む $ rosparam load params.yaml copy ■rosparam getで中身を確認する $ rosparam get copy/background_b 255
- 54. RVizで図形を可視化しよう ■通信システムを大まかに理解するためのサンプル ■RVizでデータを3次元マップ上に可視化 ■トピックを送信するプログラムを書いてみよう
- 55. ■ROSのワークスペースを作成(catkin) $ mkdir-p ~/catkin_ws/src $ cd ~/catkin_ws/src $ catkin_init_workspace $ cd ~/catkin_ws $ catkin_make $ echo “source ~/catkin_ws/devel/setup.bash” >> ~/.bashrc $ source ~/.bashrc
- 56. ■パッケージ作成 $ cd~/catkin_ws/src $ catkin_create_pkg marker_publisher roscpp visualization_msgs
- 57. ■ノードを作成 $ roscdmarker_publisher/src $ vi marker_publisher.cpp
- 58. ■使用するヘッダファイルのインクルード #include <cmath> #include <ros/ros.h> #include <visualization_msgs/Marker.h>
- 59. ■初期設定 #define DEFAULT_RATE20 int main(int argc, char *argv[]){ ros::init(argc, argv, “test”); ros::NodeHandle n; ros::Publisher marker_pub = n.advertise<visualization_msgs::Marker>(“visualiz ation_marker”, 10); ・・・ }
- 60. ■初期設定 int main(intargc, char *argv[]){ ・・・ visualization_msgs::Marker line_strip; line_strip.header.farme_id = “practice”; line_strip.ns = “practice”; line_strip.id = 1; line_strip.type = visualization_msgs::Marker::LINE_STRIP; line_strip.action = visualization_msgs::Marker::ADD; ・・・ }
- 61. ■初期設定 int main(intargc, char *argv[]){ ・・・ line_strip.scale.x = 0.1; line_strip.color.b = 1.0; line_strip.color.a = 1.0; float phai = 0.0; n.setParam(“/rate”, DEFAULT_RATE); ・・・ }
- 62. ■図形を作成 int main(intargc, char *argv[]){ ・・・ for(int i=0; i <= 10; i++){ const float radius = i % 2 ? 6.0 : 3.0; const float theta = (72.0 * (i/2) + (i%2) * 36.0) * M_PI / 180.0; geometry_msgs::Point vertex; vertex.x = radius * cos(theta); vertex.y = radius * sin(theta); line_strip.points.push_back(vertex); } ・・・ }
- 63. ■図形の回転 int main(intargc, char *argv[]){ ・・・ while(ros::ok()){ int val = DEFAULT_RATE; if(n.getParam(“/rate”, val)){ std::cout << “val = ” << val << std::endl; } ros::Rate r(val); line_strip.header.stamp = ros::Time::now(); line_strip.pose.orientation.z = sin(phai / 2); line_strip.pose.orientation.w = cos(phai / 2); ・・・ } return 0; }
- 64. ■図形の回転 while(ros::ok){ ・・・ marker_pub.publish(line_strip); phai += 0.05; if(phai > 2 * M_PI) phai -= 2 * M_PI; r.sleep(); }
- 65. ■CMakeLists.txtを編集 $ rosedmarker_publisher CMakeLists.txt
- 66. ■CMakeLists.txtを編集 ・・・ add_executable(marker_publisher_node src/marker_publisher.cpp ) target_link_libraries(marker_publisher_node ${catkin_LIBRARIES} ) ・・・
- 67. ■パッケージをビルド $ cd~/catkin_ws $ catkin_make
- 68. ■ノードを起動 $ rosrunmarker_publisher marker_publisher_node ■rostopic echoでframe_idを確認 $ rostopic echo /visualization_marker ・・・ frame_id: practice ・・・ line_strip.header.frame_id = “practice”
- 69.
- 70.
- 71. ■図形の回転速度を変更 $ rosparamset /rate 100
- 72. ■rosbagでトピックを記録 $ rosbagrecord /visualization_marker ■marker_publisher_nodeを停止 $ Ctrl - C ■rosbagでバグファイルを再生 $ rosbag play *.bag rosbagはデバックの強い味方
- 73.