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ROS入門 (53) - Unityによるナビゲーションの実行
Unityによるナビゲーションの実行の手順をまとめました。
・Noestic
・Unity 2020.3
前回
1. ナビゲーション
ROSの移動ロボットの主なタスクとして「ナビゲーション」があります。ゴール地点を指定することで、その場所まで障害物を避けながら移動するタスクになります。
2. 実験環境の準備
「ROS入門 (52) - Unityによるナビゲーション用の地図作成」と同様です。
![](https://assets.st-note.com/img/1641787602648-RCaJWxYALu.png?width=1200)
3. ナビゲーションの準備
ナビゲーションの準備の手順は、次のとおりです。
(1) ナビゲーション用のパッケージのインストール。
$ sudo apt update
$ sudo apt install ros-noetic-slam-gmapping ros-noetic-map-server ros-noetic-amcl ros-noetic-move-base
(2) my_mobile_robotパッケージの作成。
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg my_mobile_robot rospy
(3) 「~/catkin_ws/src/my_mobile_robot/launch」に「nav.launch」を生成し、以下のように編集。
・nav.launch
<launch>
<rosparam param="/use_sim_time">true</rosparam>
<!--Unityのエンドポイントの起動-->
<param name="ROS_IP" value="0.0.0.0" />
<param name="ROS_TCP_PORT" value="10000" />
<node name="server_endpoint" pkg="ros_tcp_endpoint" type="default_server_endpoint.py" args="--wait" output="screen" respawn="true" />
<!--map_serverの起動-->
<node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(find my_mobile_robot)/config/map.yaml" />
<!--amclの起動-->
<include file="$(find amcl)/examples/amcl_diff.launch" />
<!--move_baseの起動-->
<node pkg="move_base" type="move_base" respawn="false" name="move_base" output="screen">
<rosparam file="$(find my_mobile_robot)/config/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="global_costmap" />
<rosparam file="$(find my_mobile_robot)/config/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="local_costmap" />
<rosparam file="$(find my_mobile_robot)/config/local_costmap_params.yaml" command="load" />
<rosparam file="$(find my_mobile_robot)/config/global_costmap_params.yaml" command="load" />
<rosparam file="$(find my_mobile_robot)/config/base_local_planner_params.yaml" command="load" />
</node>
</launch>
ロボットでナビゲーションを行うには、次の3つのノードが必要になります。
・map_server : ロボットが位置推定や経路計画に使用する静的地図を提供。
・amcl : 静的な地図に対してロボットの位置を推定。
・move_base : ロボットの大局的な経路計画と局所的な制御を行う。
さらに、Unityのエンドポイントの起動と、シミュレータ時間の利用の有効化(/use_sim_time=true)を行っています。
(3) 「~/catkin_ws/src/my_mobile_robot/config」に以下のファイルを配置。
・map.pgm : 前回作成した地図の画像ファイル。
![](https://assets.st-note.com/img/1641789548615-u4enDVkcq3.png?width=1200)
・map.yaml : 前回作成した地図の設定ファイル。
image: map.pgm
resolution: 0.050000
origin: [-100.000000, -100.000000, 0.000000]
negate: 0
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196
・costmap_common_params.yaml : ローカルコストマップとグローバルコストマップの共通設定。
footprint: [[0.35, 0.15], [0.35, -0.15], [-0.35, -0.15], [-0.35, 0.15]]
observation_sources: laser_scan_sensor
laser_scan_sensor:
sensor_frame: base_scan
data_type: LaserScan
topic: scan
marking: true
clearing: true
・local_costmap_params.yaml : ローカルコストマップの設定。
local_costmap:
global_frame: odom
robot_base_frame: base_link
rolling_window: true
update_frequency: 2.0
publish_frequency: 2.0
・global_costmap_params.yaml : グローバルコストマップの設定。
global_costmap:
global_frame: map
robot_base_frame: base_link
static_map: true
update_frequency: 2.0
publish_frequency: 2.0
・base_local_planner_params.yaml : ローカルプランナーの設定。
TrajectoryPlannerROS:
holonomic_robot: false
(4) 「~/catkin_ws/src/my_mobile_robot/config」に「goal_pose.py」を作成し、以下のように編集。
ゴール地点(move_base/goal)を指定するスクリプトになります。
・goal_pose.py
#!/usr/bin/env python
import actionlib
import rospy
from move_base_msgs.msg import MoveBaseAction, MoveBaseGoal
def goal_pose(pose):
goal_pose = MoveBaseGoal()
goal_pose.target_pose.header.frame_id = 'map'
goal_pose.target_pose.pose.position.x = pose[0][0]
goal_pose.target_pose.pose.position.y = pose[0][1]
goal_pose.target_pose.pose.position.z = pose[0][2]
goal_pose.target_pose.pose.orientation.x = pose[1][0]
goal_pose.target_pose.pose.orientation.y = pose[1][1]
goal_pose.target_pose.pose.orientation.z = pose[1][2]
goal_pose.target_pose.pose.orientation.w = pose[1][3]
return goal_pose
if __name__ == '__main__':
# ノードの生成
rospy.init_node('goal_pose')
# クライアントの生成
client = actionlib.SimpleActionClient('move_base', MoveBaseAction)
# サーバー接続待ち
client.wait_for_server()
# ゴールリクエストの送信
pose = [(2.0, -3.0, 0.0), (0.0, 0.0, 0.7, 0.7)]
goal = goal_pose(pose)
client.send_goal(goal)
(5) ワークスペースのビルドとセットアップ。
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin build
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
4. ナビゲーションの実行
ナビゲーションの実行手順は、次のとおりです。
(1) launchファイルの起動。
$ roslaunch my_mobile_robot nav.launch
(2) UnityのPlayボタンでシミュレータを起動。
![](https://assets.st-note.com/img/1641787602648-RCaJWxYALu.png?width=1200)
(3) ゴール地点の指定。
$ rosrun my_mobile_robot goal_pose.py
移動ロボットがゴール地点まで障害物を避けながら移動します。
![](https://assets.st-note.com/img/1641789296022-EDtVXHYd2a.png?width=1200)
次回
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