ROS + gazebo環境でオムニホイールロボットを動かしてみる

Robot

前回の記事で，gazebo環境でのオムニホイールロボットのシミュレーションを行いました．本記事では，ROS + gazebo環境でシミュレーションを行っていきます！

それにしてもROSの基本動作の理解にかなり時間がかかりました．このチュートリアルが結構参考になりました．

ROS上でオムニホイールロボットのシミュレーション環境を構築

私の環境は以下です．

  • OS: Ubuntu 18.04
  • ROS: Melodic
  • Gazebo: gazebo 9

例によって，このサイトのオムニホイールロボットのソースコードを使用させていただきます．MIT Licenseでライセンスフリーです．

まずは上記サイトのリポジトリをクローンします．

$ mkdir -p ~/work
$ cd ~/work
$ git clone https://github.com/GuiRitter/OpenBase.git

つぎに，ワークスペースを作成します．catkinのインストールの仕方はこちらを参照していただければと思います．

$ mkdir -p ~/catkin_ws
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_init_workspace

open_baseのソースコードをcatkin_ws/srcに移動してから，ビルドとsourceコマンドを実行してください．

$ cp -r ~/work/OpenBase/ROS/open_base ~/catkin_ws/src/
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source devel/setup.bash

最後に，以下のROSのパッケージをインストールします．<version>の部分は適宜使っているROSのバージョンに変えてください．私の場合は，melodicに変更しました．

sudo apt-get install ros-<version>-effort-controllers
sudo apt-get install ros-<version>-joint-state-controller
sudo apt-get install ros-<version>-position-controllers

後述するトラブルシューティングで，effort-controllersのインストールに失敗した話を書いておきました．

ROS + gazebo環境でオムニホイールを動かしてみる

では，実際に動かしてみます．

ターミナルを2つ開き，両方のターミナルで以下を実行してください．

$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

片方のターミナルで以下を実行します．

$ roslaunch open_base velocity\ controller.launch

左下の三角ボタン（Playボタン）を押します．

もう片方のターミナルで以下のようなコマンドを実行します．rostopic pub /open/commandまで入力したらタブ補完して，必要なパラメータを変えるようにしましょう．

$ rostopic pub /open_base/command open_base/Movement "movement: 0
wheel:
v_left: 0.0
v_back: 0.0
v_right: 0.0
generic:
type: 0
frame: 0
target:
x: 0.0
y: 0.0
theta: 0.0
bezier:
frame: 0
targetTranslation:
{x: 0.5, y: 0.5, theta: 0.0}
targetRotation: [0]
step: 0.0
offsetTraslation: false
offsetRotation: false"

(x, y) = (0.5, 0.5) の座標にオムニホイールロボットが移動しました．

動作させたときの動画は以下です．(x, y) = (0.5, 0.5) あたりに移動しています．

ちなみに，上記のコマンド群は以下のように設定するようです．

movement0ベジェ曲線
1generic movement
3車輪の回転スピード
generic – type0絶対位置
1相対位置
2速度
generic – frame0hybrid
1mobile （機械座標系）
2raw mobile
3world （ワールド座標系）
generic – target目標位置 or 目標速度

あんまりgeneric – frameの設定方法がわかりませんが…（hybridって何？）．以下，原文です．

・movement: 0 for Bézier curve; 1 for generic movement (see below); 2 for none; 3 for wheel speed.
　・generic:
　　・type: 0 for absolute position; 1 for relative position; 2 for velocity (linear and angular).
　　・frame: 0 for hybrid; 1 for mobile; 2 for raw mobile; 3 for world.
　　・target: desired position in (x, y, θ) or desired velocity in (vx, vy, vθ).

https://github.com/GuiRitter/OpenBase

他にもいくつかの動かし方があるらしく，本家のサイトで紹介されているので．そちらもご覧いただければと思います．

トラブルシューティング

effort controllersのインストールに失敗した

Before using it, you’ll need to install some packages. These are more than you need, but it doesn’t hurt to install them all. Replace <version> by your ROS version, e.g. indigo, kinetic, lunar, etc.

sudo apt-get install ros-<version>-effort-controllers
sudo apt-get install ros-<version>-joint-state-controller
sudo apt-get install ros-<version>-position-controllers

https://github.com/GuiRitter/OpenBase

上記手順で，effort controllersがインストールできなかったので，このサイトの方法を参考に以下を実行してからインストールするとうまくいきました．

$ sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
$ sudo apt update

turtlebotをROS環境で動かしてみたら，anacondaと競合してエラーした

※本節は自分用のメモであり，表題の内容とはあまり関係ありません．

turtlebotを使ったROS環境の構築を参考にしてみようと思い，このサイトを参考にやってみることにしました．rvizでturtlebotを表示しようとして以下のようなエラーが発生したのでググってみると，anacondaをインストールしていると，うまくいかないみたいです．

$ roslaunch turtlebot3_fake turtlebot3_fake.launch
… logging to /home/renma/.ros/log/e24c9e60-2be1-11eb-b37a-f48c50b871f8/roslaunch-renma-ThinkPad-T460s-32357.log
Checking log directory for disk usage. This may take awhile.
Press Ctrl-C to interrupt
Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

xacro: in-order processing became default in ROS Melodic. You can drop the option.
substitution args not supported: No module named 'rospkg'
when processing file: /home/renma/catkin_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_description/urdf/turtlebot3_burger.urdf.xacro
RLException: while processing /home/renma/catkin_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_bringup/launch/includes/description.launch.xml:
Invalid tag: Cannot load command parameter [robot_description]: command [/opt/ros/melodic/lib/xacro/xacro --inorder '/home/renma/catkin_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_description/urdf/turtlebot3_burger.urdf.xacro'] returned with code [2].
Param xml is

The traceback for the exception was written to the log file

このサイトを参考に以下を実行したところ，うまく動くようになりました．

$ conda install -c conda-forge rospkg

無事turtlebotが表示されました．

/opt/ros/melodic/share/turtle_tfの中にturtlebot関連のファイルが入っていたことから，/opt/ros/melodic/share/配下にopen_baseディレクトリを置けばよいと推測し，上記パスにopen_baseを置いたところ一応動作しました．
（catkin_ws環境下でopen_baseをビルドをしなくても，/opt/ros/melodic/share/に移動すれば，たとえば以下のコマンドは動きました．）

rostopic pub /open_base/right_joint_velocy_controller/command std_msgs/Float64 "data: 5.0"

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