2022年8月アーカイブ

自作 Turtlebot3 自律走行に向けたプログラム。#13
--- Gazebo Turtlebot3 burger で、GPS を使ってみる。 ---

ROS　IMUとGPSのGazeboプラグインを使う に、Gazebo で、GPS を使う例があったので、試してみました。

1. GPS プラグインの組み込み。
パッケージ版があったので、おんちゃんは、こちらををつかってみました。

$ sudo apt install ros-noetic-hector-gazebo-plugins

2. URDF の作成。
URDF は、上記ページにも例がありますが、おんちゃんは、以前、IMU、Camera を組み込んだ例に習って、今回も作りました。

catkin_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_description/urdf/gps_macro.xacro
<?xml version="1.0" ?> <!-- turtlebot3/turtlebot3_description/urdf/gps_macro.xacro --> <robot name="turtlebot3_burger_gps" xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro"> <!-- gps plugin --> <xacro:macro name="gps_macro" params="parent prefix xyz"> <joint name="gps_joint" type="fixed"> <parent link="${parent}"/> <child link="${prefix}_link"/> <origin xyz="${xyz}" rpy="0 0 0"/> </joint> <link name="${prefix}_link"/> <gazebo reference="${prefix}_link"> <sensor type="${prefix}" name="${prefix}"> <always_on>true</always_on> <visualize>false</visualize> </sensor> <material>Gazebo/FlatBlack</material> </gazebo> <gazebo> <!-- http://wiki.ros.org/hector_gazebo_plugins --> <!-- XML Parameters updateRate (double): the update rate of the sensor in milliseconds robotNamespace (string): namespace prefix for topic names bodyName (string, required): name of the body the GNSS receiver is attached to frameId (string): frame_id included in the message headers (defaults to empty) topicName (string): fix output topic (defaults to fix) velocityTopicName (string): velocity output topic (defaults to fix_velocity) referenceLatitude (double): latitude of the reference point in degrees north (defaults to 49.9) referenceLongitude (double): longitude of the reference point in degrees east (defaults to 8.9) referenceHeading (double): geographic heading of gazebo frame's x axis in degrees (defaults to 0.0) referenceAltitude (double): altitude (height above WGS84 ellipsoid) of the reference point in meters (defaults to 0.0) status (int8): status flag in the fix message (defaults to STATUS_FIX, see sensor_msgs/NavSatStatus) service (uint16): service flag in the fix message (defaults to SERVICE_GPS, see sensor_msgs/NavSatStatus) offset (Vector3): a constant position offset in meters given in gazebo coordinates drift (Vector3): standard deviation of the position drift error Note: The current velocity error is added to the position drift in each update step. Even if this parameter is zero, the velocity error is also reflected in the position. driftFrequency (Vector3): mean frequency of the position drift gaussianNoise (Vector3): standard deviation of the additive Gaussian noise added to the position velocityOffset (Vector3): constant velocity offset in meters/seconds given in gazebo coordinates velocityDrift (Vector3): standard deviation of the velocity error velocityDriftFrequency (Vector3): mean frequency of the velocity drift velocityGaussianNoise (Vector3): standard deviation of the additive Gaussian noise added to the velocity --> <plugin filename="libhector_gazebo_ros_gps.so" name="gps_plugin"> <topicName>${prefix}</topicName> <bodyName>${prefix}_link</bodyName> <updateRate>10.0</updateRate> <!-- 10[hz] --> <gaussianNoise>0.0</gaussianNoise> <!-- <xyzOffset>0 0 0</xyzOffset> <rpyOffset>0 0 0</rpyOffset> --> <frameId>${prefix}_link</frameId> </plugin> </gazebo> </xacro:macro> </robot>
注) 使えるパラメータは、hector_gazebo_plugins に、記載があります。
注2) frameId
<frameID>${prefix}_link</frameID> --- Bad
<frameId>${prefix}_link</frameId> --- OK

自作 Turtlebot3 自律走行に向けたプログラム。#12 Ros2 C++ AutoMap II
--- Ros2 Gazebo Turtlebot3 waffle で、C++プログラムによる自律走行でMap を自動作成する 2。 ---

前回、自作 Turtlebot3 自律走行に向けたプログラム。#11 で、rtabmap_ros with Depth Camera の /map の 、
未知領域 と自由領域の境界を目標にロボットを 自律走行させて、2D Map を自動作成しましたが、今回は、障害物の領域のみを使ってみます。

注1) オペレータは、C++ プログラを起動したあとは、人の操作は必要ありません。すべて、ロボットの自律走行で、Map が作成されます。
最後に、Map の保存だけ操作してください。

1. 開発環境
PC
  Ubuntu Mate 22.04
  ROS2:humble
  Gazebo Turtlebot3 with Depth Camera、Rtabmap_ros
注1) 今は、Ros2 Humble 版で、waffle になっています。by nishi 2024.3.12

2. アルゴリズム。
1) /map から、障害物のみを2値画像に変換して、それを、ブロブ化します。
2) 上記ブロブの外周を辿って、一定間隔でアンカーを付けて、そこへロボットを行かせて、/map を更新します。
注1) 『OpenCVによる画像処理入門』(講談社) P157 周囲長 を求める処理を参考にします。
3) ロボットを向かわせる地点は、上記アンカーから、半径Rのマスク処理を、今度は、非障害物に対して行って、その重心の方向へ、ロボットを動かした点とします。
4) ロボットを向かわせている途中、到着点が、障害物に含まれるか近接した場合は、その場所は、止めて、ロボットを次の候補地に向かわせます。
5) ロボットを向かわせる候補地は、ロボットから近い順に選びます。
6) 少し大きめのブロックで、/map を分割して、一度行った所はチェックして、次からは行かないようにします。

アルゴリズムは、簡単じゃ、後は、プログラムで試すのみじゃ。
当初のアルゴリズムは、ちょっと無理だったので、変更したぞね。by nishi 2022.8.16

但し、オンちゃんの　GPU が壊れたのでちょっと、意気消沈しちょります。
GPUが買える迄、CPU オンリーで試すしかないぞね!!

その後、Humble 版になったら、非GPU でも、問題なくなりました。