ロボットプログラミングⅡ-2021:ROS2演習3a-Webotsシミュレータでルンバを動かそう!

この記事は金沢工業大学 ロボティクス学科で2021年後学期開講中のロボットプログラミングⅡ用です.

WebotsシミュレータでiRobot社のCreate2を動かしましょう!本記事ではカナダのSimon Fraser University, Autonomy Lab.のJacob PerronさんのフォークしたiRobot社のRoomba, Create2用のROS2ドライバー create2_autonomyを使います。


 

  • 参考サイト
  •  環境
    • Ubuntu20.04 
    • ROS2 Foxy
  • 準備
    • $ sudo apt update
    • $ sudo apt upgrade
    • $ sudo apt install -y python3-rosdep python3-colcon-common-extensions
    • $ sudo apt install build-essential python3-colcon-mixin python3-vcstool
  • Webotsのインストール
    • $ sudo apt install ros-foxy-webots-ros2
  • Create2関連パッケージのインストール
    • ワークスペースの生成
      • ディレクトリの作成
        • $ mkdir -p ~/airobo_ws/src
        • $ cd ~/airobo_ws
      • ビルド
        • $ colcon build
      • 設定ファイルの実行
        • $ source install/local_setup.bash
        • $ source install/setup.bash
    • ダウンロード
      • ディレクトリの移動
        • $ cd ~/airobo_ws/src
      •  libcreateのクローン(ダウンロード)
        • $ git clone https://github.com/RoboticaUtnFrba/libcreate.git
        • 上記のパッケージはROS1用でcolcon buildできなかったので以下に変更した。
          • git clone https://github.com/AutonomyLab/libcreate
      • create2_autonomyのクローン
        • $ git clone https://github.com/RoboticaUtnFrba/create2_autonomy.git
      • create2_hardwareのクローン
        • $ git clone https://github.com/RoboticaUtnFrba/create2_hardware.git
      • create2_utilitiesのクローン。これはiRobot Create2のグラフィカルとテストツール。
        • $ git clone https://github.com/RoboticaUtnFrba/create2_utilities.git
      • create2_descriptionのクローン。これはiRobotCreate2のWebots用のモデル記述パッケージ。
        • $ git clone https://github.com/RoboticaUtnFrba/create2_description.git
      • webots_ros2のクローン。ROS2のWebotsパッケージ。
        • $ git clone https://github.com/RoboticaUtnFrba/webots_ros2.git
    • 依存関係ファイルのインストール
      • 必要なパッケージのインストール
        • $ sudo apt install ros-foxy-image-pipeline 
        • $ sudo apt install bash-completion dirmngr gnupg2 lsb-release  ros-foxy-diagnostic-updater
        • $ pip3 install -U argcomplete flake8 flake8-blind-except flake8-builtins  flake8-class-newline flake8-comprehensions flake8-deprecated flake8-docstrings
        • $ pip3 install -U flake8-import-order flake8-quotes pytest-repeat pytest-rerunfailures
      • 他のファイルのインストール
        • $ cd ~/airobo_ws
        • $ rosdep update
        • $ rosdep install --from-paths src -yi
    •  ワークスペースのビルド
      • $ cd ~/airobo_ws
      • 私の環境では約3分でビルドが終了した。
        • $ colcon build 
      • 次のエラーがでる場合
        — stderr: webots_ros2_importer
        webots_simulation | error: package directory ‘webots_ros2_importer/urdf2webots/urdf2webots’ does not exist

        • 次のコマンドを実行する。
          • $ cd ~/airobo_ws/src/webots_ros2/webots_ros2_importer/webots_ros2_importer/urdf2webots
          • $ git clone https://github.com/cyberbotics/urdf2webots.git
          • $ cd urdf2webots
          • $ pip3 install -r requirements.txt
          • $ pip3 install urdf2webots
          • もう一度、ビルドと実行のコマンドを打つ。
      • 次のエラーが出る場合
        Starting >>> webots_ros2_core
        — stderr: webots_ros2_importer
        package init file ‘webots_ros2_importer/urdf2webots/urdf2webots/__init__.py’ not found (or not a regular file)

        • 次のコマンドを実行する。
          • $ cd ~/airobo_ws/src/webots_ros2/webots_ros2_importer/webots_ros2_importer/urdf2webots
          • $ cp ..//__init.py  .
  • 設 定
    • このワークショップに使う以下の設定を以下のコマンドにより、エディタgeditで.bashrcファイルを開き、末尾にコピペして保存する。
      • $ gedit  ~/.bashrc
source /opt/ros/foxy/setup.bash
source ~/airobo_ws/install/local_setup.bash
    • ROS2ではroscdコマンドの代わりにcolcon_cdコマンドを使う。これを使うとworkspaceのディレクトリ(この例では~/airobo_ws/src/各パッケージディレクトリ)に移動できる。次のコマンドを実行して~/.bashrcに追加する。
      • $ echo "source /usr/share/colcon_cd/function/colcon_cd.sh" >> ~/.bashrc
      • $ echo "export _colcon_cd_root=~/airobo_ws" >> ~/.bashrc
    •  以下のコマンドを実行して設定を反映させる。
      • $  source ~/.bashrc
  • 実 行
    • 新たに端末を開き、以下のコマンドを実行してシミュレータWebotsを起動する。一番下図のルンバをベースにしたロボットが現れる。ros1ではlaunchファイルの起動はroslaunchだったが、ros2ではros2  launchとros2とlaunchの間にスペースを入れる。launchファイルがxmlフォーマットの他にpythonでも書けるようになった。うまく実行されるとトップのような画像が表示される。
      • $ ros2 launch create2_description spawn_robot.launch.py 
    • 端末をもう一つ新たに開き、以下のコマンドを実行してシミュレータ上のルンバを遠隔制御する。ros1ではノードの実行はrosrunコマンドだったが、ros2ではros2  runコマンドとなる。これもros2とrunの間にスペースが必要。
      • $ ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard
      • 以下の画面になる。以下のキー操作でロボットを動かすことができる。なお、マウスのカーソルがこの2番目に開いた端末上にないとロボットは動かないので注意。
        • i: 前進、u:左前進、o:右前進
        • j: 左回転、k:停止、 l:右回転
        • m:左後進、,:後進、 .:右後進
        • スペース:停止
        • w/x:並進速度増速/減速(10%)
        • e/c:角速度増速/減速(10%)
  • 無事に動いたら成功。お疲れ様!

終わり

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