deiividramirez / formation_tracking

Implementación de un control basado en bearings para ocho drones (UAV) hecha en Gazebo - ROS

Formación en cubo de Drones

David Leonardo Ramírez Parada

Descripción

Formación de cubo con ocho drones a través de un control por medio de Bearings.

La idea del control es conseguir la formación mientras que dos drones llamados líderes siguen una trayectoria predefinida para cruzar por una ventana de un muro de tal forma que todos los drones continúen en formación como se muestra en la siguiente imagen

Instalación

Todo lo mencionado en este documento fue probado en Ubuntu 20.04.4 LTS.

Preparación de ROS

Instalación de ROS - Noetic (el siguiente comando solo funciona en Ubuntu 20.04.4 LTS)

wget -c https://raw.githubusercontent.com/qboticslabs/ros_install_noetic/master/ros_install_noetic.sh && chmod +x ./ros_install_noetic.sh && ./ros_install_noetic.sh

Se debe confirmar de los siguientes paquetes están instalados correctamente:

sudo apt-get install ros-noetic-desktop-full ros-noetic-joy ros-noetic-octomap-ros ros-noetic-mavlink protobuf-compiler libgoogle-glog-dev ros-noetic-control-toolbox python3-wstool python3-catkin-tools

Preparación Python3

Si no se tiene instalado Python en cualquier versión junto con pip

sudo curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py | sudo python3
sudo curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py | python3
echo 'export PATH=$PATH:"$HOME/.local/bin"' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

Después

sudo python3 -m pip install -U rosdep catkin_pkg future
python3 -m pip install -U rosdep catkin_pkg future empy defusedxml

Preparación Catkin

Una vez se confirmó la instalación de ROS se podrá usar todo lo siguiente.

Si no existe el directorio ~/catkin_ws

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace  # Inicialización del workspace

De lo contrario

cd ~/catkin_ws/src
wstool init
wget https://raw.githubusercontent.com/ethz-asl/rotors_simulator/master/rotors_hil.rosinstall
git clone https://github.com/ethz-asl/rotors_simulator
git clone https://github.com/ethz-asl/mav_comm
wstool merge rotors_hil.rosinstall
wstool update

Una vez hecho lo anterior, se debe clonar el repositorio de la formación desde GitHub, ejecutando el siguiente comando

cd ~/catkin_ws/src/
git clone https://github.com/deiividramirez/formation_tracking

Build Worspace

Construir el workspace

# Inicialización de rosdep y recolección de paquetes
sudo rosdep init
rosdep update
cd ~/catkin_ws/
# Actualización de paquetes rotos o dependencias
rosdep install --from-paths . --ignore-src --rosdistro noetic -y
# Construcción de catkin_workspace
catkin build
# Añadir variables de entorno
echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

Ejecución en ROS Gazebo

Una vez se haya completado el build con catkin se puede correr la simulación de la siguiente forma:

En una terminal:

roslaunch rotors_gazebo multiple_hummingbirds_example.launch

NOTA: Como los drones están inicializados en una forma específica, se debería dar click derecho en "Modelos > hummingbird1 > follow" para que se posicione la cámara en la posición correcta.

En otra terminal:

rosrun formation_tracking formation_tracking

=======

Formación en cubo de Drones

David Leonardo Ramírez Parada

Descripción

Formación de cubo con ocho drones a través de un control por medio de Bearings.

La idea del control es conseguir la formación mientras que dos drones llamados líderes siguen una trayectoria predefinida para cruzar por una ventana de un muro de tal forma que todos los drones continúen en formación como se muestra en la siguiente imagen

Instalación

Todo lo mencionado en este documento fue probado en Ubuntu 20.04.4 LTS.

Preparación de ROS

Instalación de ROS - Noetic (el siguiente comando solo funciona en Ubuntu 20.04.4 LTS)

wget -c https://raw.githubusercontent.com/qboticslabs/ros_install_noetic/master/ros_install_noetic.sh && chmod +x ./ros_install_noetic.sh && ./ros_install_noetic.sh

Se debe confirmar de los siguientes paquetes están instalados correctamente:

sudo apt-get install ros-noetic-desktop-full ros-noetic-joy ros-noetic-octomap-ros ros-noetic-mavlink protobuf-compiler libgoogle-glog-dev ros-noetic-control-toolbox python3-wstool python3-catkin-tools

Preparación Python3

Si no se tiene instalado Python en cualquier versión junto con pip

sudo curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py | sudo python3
sudo curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py | python3
echo 'export PATH=$PATH:"$HOME/.local/bin"' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

Después

sudo python3 -m pip install -U rosdep catkin_pkg future
python3 -m pip install -U rosdep catkin_pkg future

Preparación Catkin

Una vez se confirmó la instalación de ROS se podrá usar todo lo siguiente.

Si no existe el directorio ~/catkin_ws

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace  # Inicialización del workspace

De lo contrario

cd ~/catkin_ws/src
wstool init
wget https://raw.githubusercontent.com/ethz-asl/rotors_simulator/master/rotors_hil.rosinstall
git clone https://github.com/ethz-asl/rotors_simulator
git clone https://github.com/ethz-asl/mav_comm
wstool merge rotors_hil.rosinstall
wstool update

Una vez hecho lo anterior, se debe copiar los archivos de la carpeta Otros de la siguiente forma

* multiple_hummingbirds_example.launch -> ~/catkin_ws/src/rotors_simulator/rotors_gazebo/launch/
* basic_wall.world -> ~/catkin_ws/src/rotors_simulator/rotors_gazebo/worlds/

cd ~/catkin_ws/src/
git clone https://github.com/deiividramirez/formation_tracking

Build Worspace

Construir el workspace

# Inicialización de rosdep y recolección de paquetes
sudo rosdep init
rosdep update
cd ~/catkin_ws/
# Actualización de paquetes rotos o dependencias
rosdep install --from-paths . --ignore-src --rosdistro noetic -y
# Construcción de catkin_workspace
catkin build
# Añadir variables de entorno
echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

Ejecución en ROS Gazebo

Una vez se haya completado el build con catkin se puede correr la simulación de la siguiente forma:

En una terminal:

roslaunch formation_tracking multiple_hummingbirds_example.launch

NOTA: Como los drones están inicializados en una forma específica, se debería dar click derecho en "Modelos > hummingbird1 > follow" para que se posicione la cámara en la posición correcta.

En otra terminal:

rosrun formation_tracking formation_tracking