CuboRex-Development / cugo_ros_control

CuGoをROSで制御するパッケージです

cugo_ros_control

ROS開発キット/クローラロボット開発プラットフォームに付属するマイコンに対して制御指令を送り、エンコーダの読み取り結果を受け取るノードです。ROS topicの/cmd_velをSubscribeし、/odomをPublishします。セットでcugo_ros_motorcontroller使用します。

ROS 2 Humbleでディレクトリ構成が変わりました。Humbleをお使いの方はhumble_devel branchをご参照ください。

Table of Contents

• Features
• Requirement
• Installation
• Usage
• Topics and Parameters
• UDP Protocol
• Note
• License

Features

Subscribeした/cmd_velの速度ベクトルになるような仮想車輪L/Rの回転数を計算します。計算した回転数をマイコンに送信します。また、cugo_ros_motorcontrollerが書き込まれたマイコンからエンコーダのカウント数を受け取ります。カウント数からロボットのオドメトリを計算し、/odomを生成しPublishします。

対応製品

CuboRex製品では、

• ROS開発キット CuGo V3
• クローラロボット開発プラットフォーム CuGo V4
• クローラロボット開発プラットフォーム CuGo V3i

でお使いいただけます。それぞれ使用するコードが異なることがありますので、下記表からご参照ください。

ここでは、“クローラロボット開発プラットフォーム CuGo V4”と“クローラロボット開発プラットフォーム CuGo V3i”は“クローラロボット開発プラットフォーム”と総称します。

製品名	ROSパッケージ	マイコンスケッチ
ROS開発キット	このページ	ArduinoUNO用
クローラロボット開発プラットフォーム	このページ	RaspberryPiPico用

ROS開発キットの場合

ご購入時点でセットアップ済みですので、そのままROSパッケージの実行をしてください。

このパッケージは付属のArduinoUNOとUDP通信します。ロボット内のEdgeルータに対して、有線Ethernetケーブルまたは、WiFiに接続することでArduinoUNOと通信することができます。cugo_ros_motorcontrollerでマイコン側のIPアドレスを指定し、そのIPアドレスに対してUDP信号を送信します。マイコン側のスケッチでは、192.168.11.216をデフォルトにしています。必要に応じてlaunchファイルを変更してください。

付属のArduinoUNOを書き換えてしまった場合はこちらのスケッチを書き込んでください。

スケッチの書き換えはROS PCである必要性はありません。

クローラロボット開発プラットフォームの場合

付属のRaspberryPiPicoと通信します。 付属のRaspberryPiPicoにこちらのスケッチを書き込み、ROS PCとRaspberryPiPicoをUSBケーブルで接続してください。 その後ROSパッケージを実行してください。自動で通信開始します。

スケッチの書き換えはROS PCである必要性はありません。

Requirement

• OS: Ubuntu 20.04.4 LTS
• ROS Distribution: ROS 2 Foxy Fitzroy

Installation

ROS 2環境がない場合はROS 2 Documentationを参照しROS 2をインストールしてください。

IMUのデータ取得に使用しているwitmotion_IMU_rosのbuildにはver3.19以上のCMakeが必要です。バージョンが低い場合は、Installing CMakeを参考にCMakeをインストールしてください。

ROS 2のワークスペース内でgit cloneしたのち、colcon buildしてください。

$ cd ~/your/ros_workspace/ros2_ws/src
$ git clone https://github.com/CuboRex-Development/cugo_ros_control.git
$ cd ../..
$ colcon build --symlink-install
$ source ~/your/ros_workspace/ros2_ws/install/local_setup.bash

Usage

下記のコマンドでcugo_ros_controlノードが起動します。ros2 launchを用いて起動する際、いくつかのパラメータを指定することができます。詳細はParametersの項目を参照してください。

ROS開発キット CuGo V3の方

$ ros2 launch cugo_ros2_control cugov3_ros2_control_launch.py

クローラロボット開発プラットフォーム CuGo V4の方

付属のRaspberryPiPicoとUSBケーブルで接続をしたのち、お客様環境にあった権限設定をしてからlaunchファイルを実行してください。

# RaspberryPiPicoの権限付与例
# お客様環境に合わせてコマンドを実行してください。
$ sudo chmod 775 /dev/ttyACM0

# launch ファイルを実行
$ ros2 launch cugo_ros2_control cugov4_ros2_control_launch.py

クローラロボット開発プラットフォーム CuGo V3iの方

付属のRaspberryPiPicoとUSBケーブルで接続をしたのち、お客様環境にあった権限設定をしてからlaunchファイルを実行してください。

# RaspberryPiPicoの権限付与例
# お客様環境に合わせてコマンドを実行してください。
$ sudo chmod 775 /dev/ttyACM0

# launch ファイルを実行
$ ros2 launch cugo_ros2_control cugov3i_ros2_control_launch.py

Topics and Parameters

Published Topics

• /odom (nav_msgs/msg/Odometry)
• /tf (tf2_msgs/msg/TFMessage)

Subscribed Topics

• /cmd_vel (geometry_msgs/msg/Twist)

Parameters

• ODOMETRY_DISPLAY (boolean, default: true)
  • オドメトリ表示の有無（trueで表示）
• PARAMETERS_DISPLAY (boolean, default: false)
  • 設定したパラメータを起動時に表示（trueで表示）
• TARGET_RPM_DISPLAY (boolean, default: true)
  • 目標RPM表示の有無（trueで表示）
• SENT_PACKET_DISPLAY (boolean, default: false)
  • 送信パケットのデバッグ表示の有無（trueで表示)
• RECV_PACKET_DISPLAY (boolean, default: true)
  • 受信パケットのデバッグ表示の有無（trueで表示）
• READ_DATA_DISPLAY (boolean, default: true)
  • 受信パケットからデコードした数値の表示の有無（trueで表示）
• arduino_addr (string, default: 192.168.11.216)
  • Arduinoドライバの通信受付IPアドレス
• arduino_port (int, default: 8888)
  • Arduinoドライバの通信受付ポート番号
• encoder_max (int, default: 2147483647)
  • エンコーダ最大カウント
  • マイコン側のカウンタがオーバーフローする値を設定
• encoder_resolution (int, default: 2048)
  • エンコーダ分解能
• odom_child_frame_id (string, default: base_link)
  • オドメトリ子フレームID
• odom_frame_id (string, default: odom)
  • オドメトリフレームID
• reduction_ratio (float, default: 1.0)
  • モータ軸端からの減速比
• source_port (int, default: 8888)
  • ROSノードの通信受付ポート番号
• timeout (float, default: 0.05)
  • 通信タイムアウトまでの時間[sec]
• tread (float, default: 0.380)
  • トレッド幅[m]
• wheel_radius_l (float, default: 0.03858)
  • 左クローラの仮想タイヤ半径[m]
• wheel_radius_r (float, default: 0.03858)
  • 右クローラの仮想タイヤ半径[m]
• comm_type (string, default: UDP)
  • 通信をUDPでするかUSBでするか
• serial_port (string, default: /dev/ttyACM0)
  • USB-Serialで通信するポートを指定
• serial_baudrate (int, default: 115200)
  • USB-Serial通信のボーレートを設定

上記のパラメータはlaunchファイルで設定されています。

Protocol

cugo_ros_motorcontrollerと、ヘッダ8バイト・ボディ64バイトの合計72バイトから構成されるデータを通信しています。 ボディデータに格納されるデータの一覧は以下の通りになります。 なお、扱うデータは今後拡張する予定です。

Arduinoドライバへの送信データ

Data Name	Data Type	Data Size(byte)	Start Address in PacketBody	Data Abstract
TARGET_RPM_L	float	4	0	RPM指令値(左モータ)
TARGET_RPM_R	float	4	4	RPM指令値(右モータ)

Arduinoドライバからの受信データ

Data Name	Data Type	Data Size(byte)	Start Address in PacketBody	Data Abstract
RECV_ENCODER_L	float	4	0	左エンコーダのカウント数
RECV_ENCODER_R	float	4	4	右エンコーダのカウント数

Note

ご不明点がございましたら、issuesにてお問い合わせください。回答いたします。

License

このプロジェクトはApache License 2.0のもと、公開されています。詳細はLICENSEをご覧ください。