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Uploaded byHiroaki Kaneda
Turtlebot3とrealsenseで作るお手軽移動ロボットros japan ug #23 関西勉強会
Turtlebot3を購入したのでその紹介とUp BoardとRealSenceを組み合わせた移動ロボットの作成
Turtlebot3とrealsenseで作るお手軽移動ロボットros japan ug #23 関西勉強会
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- 5. :@emboss369 :hiroaki.kaneda URL ● 「はじめてのAndroidプログラミング第3版」 ○ https://amzn.to/2qJaVRU ● 点群の深層学習 ○ https://github.com/hiroaki-kaneda/voxcelchain
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- 7. :@emboss369 :hiroaki.kaneda Turtlebotとは 研究用ロボット iRobot +ラップトップ+Kinect +ジャイロ= TurtleBot 要はルンバにノートパソコンとKinectセンサーを乗っけたもの
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- 12. :@emboss369 :hiroaki.kaneda Turtlebot3シリーズ TurtleBot3 WaffleはJouleがディスコン（製造中止）となったため、RaspberryPi へ 置き換えた廉価版TurtleBot3 Waffle Piになっています。 6万ぐらい ２２万ぐらい 15万5千600円ぐらい
- 13. :@emboss369 :hiroaki.kaneda 360 LiDAR 360Laser Distance Sensor LDS-01 $179.90 安い！ 範囲は１２cm〜3.5m（狭い） おそらく屋外では全く機能しないと思う。 学習用として割り切れば十分安い！！ 日立LGデータストレージ製らしい。
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- 19. :@emboss369 :hiroaki.kaneda シリーズで何が違うのか？ ◎バーガー Dynamixel XL430-W250-T ￥5,000 ◎ワッフル／ワッフルパイ Dynamixel XM430-W210-R ￥23,760
- 20. :@emboss369 :hiroaki.kaneda Turtlbot3 Waffle（ディスコン）が欲しかった IntelJoule 高性能Atomプロセッサ！！ Intel Realsens ３次元での奥行き認識が可能！
- 21. :@emboss369 :hiroaki.kaneda Burger +UP Board + RealSense ZR300 UP Board 64bit QuadコアAtom搭載ボード、ラ ズパイとGPIOピン互換！ RealSense ZR300 深度検出のほかに高精度モーション追跡機能 があり、センサーが3D-SLAMを実行する （CPUパワーを使わない！！）
- 22. :@emboss369 :hiroaki.kaneda TurtleBot3 Friends:Carrier Carrierをベースにして作成します。 支柱はMiSUMiで注文。あまり高くしてバラン ス悪いのも嫌なので、設計より短くしました。 MiSUMiはカスタムサイズを指定してパーツを 発注できるのですごく便利！（ただし法人ま たは個人事業主のみ）
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- 25. :@emboss369 :hiroaki.kaneda UP Boardのセットアップ upboardのwikiに、up boardのインストール方法がある。 https://wiki.up-community.org/Ubuntu あとでつまらない問題が発生せぬよう、Englishでインストールする。極力日本語 環境は避けておくが吉。 up boardにUbuntuインストール時のユーザー名・パスワードなどを入れて、セッ トアップをすすめる。この辺は普通のUbuntuセットアップ。
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- 27. :@emboss369 :hiroaki.kaneda 続けて、wikiの手順通りセットアップを進める 3 Installthe firmware driver for up core wifi chip は、up core用なので行わない。up board wifiは入っていないので、バッファローのUSB Wifiを挿して対応した。 （Raspberry Pi 3はBLEもWIFIも入っているが、UP BoardにはWIFIもBLEもな い！
- 28. :@emboss369 :hiroaki.kaneda Install Intelgraphics driver graphics update toolページに従え、とあるが、どうもこのアップデートツールは 終了したようです。そもそも、グラフィックはインストール時から有効だから、 インストールされている気がします。 最新ではディストリビューションに含まれたというような記述もあるので多分大 丈夫な気がするのでグラフィックはOK、飛ばします。ただ念の為3D環境のベン チマークをして、確認しておきます。 sudo apt install mesa-utils glxgears sudo apt install glmark2 glmark2 glmark2 Score:562でした。ラズパイ3 より遥かに高いベンチマーク結果です。
- 29. :@emboss369 :hiroaki.kaneda UP BoardへROSをインストール ひとまず、Upboardへのubuntuのインストールは完了です。続けて、turtlebotの インストールです。 UPBOARDはAtomなので、インストールは同じAtomであるJouleを参考にすれば いいはずです。 インストールスクリプト実行。手作業で普通にインストールしてもいいのですが、 せっかくスクリプトを用意してくれているのでこれを使いましょう。 wget https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/robotis_tools/master/install_ros_kinetic.sh && chmod 755 ./install_ros_kinetic.sh && bash ./install_ros_kinetic.sh
- 30. :@emboss369 :hiroaki.kaneda UP BoardへROSをインストール 関連するパッケージをインストールします。こちらはgitからダウンロードします。 $cd ~/catkin_ws/src $ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/hls_lfcd_lds_driver.git $ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git $ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git $ sudo apt-get install ros-kinetic-rosserial-python ros-kinetic-tf 次のリモートPC用パッケージも、ロボットにインストール $ sudo apt-get install ros-kinetic-joy ros-kinetic-teleop-twist-joy ros-kinetic-teleop-twist-keyboard ros-kinetic-laser-proc ros-kinetic-rgbd- launch ros-kinetic-depthimage-to-laserscan ros-kinetic-rosserial-arduino ros-kinetic-rosserial-python ros-kinetic-rosserial-server ros- kinetic-rosserial-client ros-kinetic-rosserial-msgs ros-kinetic-amcl ros-kinetic-map-server ros-kinetic-move-base ros-kinetic-urdf ros- kinetic-xacro ros-kinetic-compressed-image-transport ros-kinetic-rqt-image-view ros-kinetic-gmapping ros-kinetic-navigation ros- kinetic-interactive-markers
- 31. :@emboss369 :hiroaki.kaneda UP BoardへROSをインストール ここで一回再起動かけます。 gitで取得したturtlebotのソースをビルドします。 $cd ~/catkin_ws && catkin_make USB設定。OpenCR1.0との接続時にroot権限なしでUSBポートに接続するため。 （上記ビルドを反映するため）新しくターミナルを立ち上げて次のコマンド実行。 rosrun turtlebot3_bringup create_udev_rules 以上でROSとturtlebotの主要なモジュールはインストールできた（はず）。
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- 33. :@emboss369 :hiroaki.kaneda オドメトリは、OpenCR（Arduino互換ボード）にあ る！オドメトリの計算は、OpenCRというArduino互換ボードで、サーボや電源の管理 をしてくれているボードで行っています。 Arduinoなのでスケッチをちょいと弄って書き込めばOKでした！ Arduino IDEをインストール。aptでインストールもできるが、そっちは古いので ダメ、https://www.arduino.cc/en/Main/Software からarduino-1.8.5-linux64.tar.xzをダウンロー ドして次のコマンドでインストール。 cd ~/Downloads tar -xvf arduino-1.8.5-linux64.tar.xz sudo mv arduino-1.8.5 /opt cd /opt/arduino-1.8.5/ chmod +x install.sh ./install.sh
- 34. :@emboss369 :hiroaki.kaneda タイヤ半径の設定 ファイル、環境設定を開き、「追加のボードマネージャーのURL」に https://raw.githubusercontent.com/ROBOTIS-GIT/OpenCR/master/arduino/opencr_release/package_opencr_index.json を入力、OK。 メニューのツール、ボード、ボードマネージャーより、「OpenCR byROBOTIS」を探して、「インストール」する。It takes about 10 minutes. メニューのツール、ボード、OpenCRボードを選択。 メニューのファイル、スケッチ例＞TurtleBot3＞turtlebot3_waffle>turtlebot3_core turtlebot3_coreとturtlebot3_core_config.hが開きます。 turtlebot3_core_config.hに「WHEEL_RADIUS(ホウィール_レイジアス)」という値があります。 #define WHEEL_RADIUS 0.033 // meter これを実際の値に変更します。実測したところホイールとゴムをあわせた直径が119mmだったので #define WHEEL_RADIUS 0.0595 // meter (BURGER : 0.033, WAFFLE : 0.033, CARRIER 0.0595) とします。 Tools> Port > /dev/ttyACM0 Uploadボタンを押して、ファームウェアをOpenCRに書き込みます。 これでNavigationを行ったところ、オドメトリが修正され、マップがずれなくな りました。
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- 42. :@emboss369 :hiroaki.kaneda RealSense ZR３００のセットアップ https://github.com/IntelRealSense/realsense_samples_ros 公式の手順通りに進める。 #Install Intel RealSense SDK for Linux sudo apt-key adv --keyserver keys.gnupg.net --recv-key D6FB2970 sudo sh -c 'echo "deb http://realsense-alm-public.s3.amazonaws.com/apt-repo xenial main" > /etc/apt/sources.list.d/realsense-latest.list' sudo apt update sudo apt install -y librealsense-object-recognition-dev librealsense-persontracking-dev librealsense-slam-dev libopencv- dev # Download and compile ROS wrappers for Intel RealSense SDK for Linux # mkdir -p catkin_ws/src ##作成済みなので mkdir はスキップ cd catkin_ws/src/ # catkin_init_workspace ## ワークスペースもturtlebot3のインストールで作成済み git clone https://github.com/IntelRealSense/realsense_samples_ros cd .. catkin_make source devel/setup.bash しかしエラーになる。。。。
- 43. :@emboss369 :hiroaki.kaneda RealSense ZR３００のセットアップ もはや、ZR300のライブラリはメンテされてない模様・・・ githubのプルリクエスト（修正パッチの提案）も放置されたまま・・・・・orz 仕方ないので手動でプルクエスト https://github.com/IntelRealSense/realsense_samples_ros/pull/29 を適用する。 cd~/catkin_ws/src/realsence_sampleｓ_ros/ git fetch origin pull/29/head:mybranch git checkout mybranch cd ~/catkin_ws/ catkin_make source devel/setup.bash これでビルドは通るようになりました。
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- 45. :@emboss369 :hiroaki.kaneda 詳説 ROSロボットプログラミング https://github.com/bmagyar/rosbook_jp ROS学習の第一歩 クリエイティブ・コモンズ・表示- 非営利 4.0 国際・ライセンスで提供されています。 つまり無料です！再配布も自由です！
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Editor's Notes
- #10 オープンソース！ Raspbery Pi、にUbuntu OpenCRという制御ボードもオープンソースで仕様が公開されている。また、Arduino互換ボードなのでコーディングも楽。 ３D CADデータも公開されているので３Dプリンタで印刷することも可能。部品壊しても印刷できる！
- #11 基本的にはRemote PCでSLAMやNavigationを動かす （所詮Raspbery Piなので・・・）
- #14 SICKの距離センサーもありますね。なんて病気なて会社名なんだろと思ってましたけど ドイツの会社さんなんですね。病人はクランケ、病気はクランクだから別に違和感なかったのかか？ 日立LGデータストレージといえば、ブルーレイドライブを作ってる会社なので、レーザーやモーター回転はお手のもなんでしょうね！
- #15 デッドレコニング、と センサーマッチング あづみ先生 地図と、リアルタイムのLiDAR当てはまったか、を計算、スキャンマッチングする。 今いる場所がどこになるのかを判定するのが、スキャンマッチング。
- #16 OpenCR はTurtleBotのメインコンピュータ 高性能マイクロコントローラー Arduinoとの互換性 ダイナミクセル用通信インタフェース、GPIO、UARTユーアート、SPI、I2Cアイアイしー、CANキャン デバッグ用にJTAGも用意されている。 IMUがあり、ジャイロ、加速度、地磁気センサが載っている。 電源のホットスワップ可能。これはありがたい、テスト中にバッテリがーなくなっても電源に接続して続行できる。
- #19 CADデータはすべて完全クラウド型３DキャドにOnShapeにおいてある。 そこからパーツごとのデータをダウンロードできる。 STL形式でダウンロードすれば、そのまま３Dプリンターですぐさま部品を作成することが可能。 もちろんBurgerなどのデータもあるので、ラズパイ、OpenCRボード、LiDAR、アクチュエーターを個別に購入して、あとの部品は３Dプリンターで印刷して作成することも可能。 少しでも安くしたかったので、安くなるのか、計算しまくりました。 その結果、印刷時間や３Dプリンターの電気代、フィラメント代、その他諸々を考慮すると、素直に6万円でBurgerを買ったほうが良いという結論に達しました。