ROS2: Webotsシミュレータでルンバを動かそう！

ROS2で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。なお、この記事はテストが十分ではなく、備忘録として執筆中です。エラーが出る場合があると思います。ご了承ください。

• 参考サイト
  • RoboticaUtnFrba
  • RoboticaUtnFrba/create2_autonomy
•  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
      • $ sudo apt install python3-pip
      • $ 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Gazebo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