kuams 🐧

KUAMS (Kansai University Autonomous Measurement System) ROS 2パッケージ

目次

• 概要
• ハードウェア & 開発環境
• パッケージ構成
• インストール方法
• 使用方法

概要

ROS 2 と Navigation2 を用いて Waypoint ナビゲーションを行うためのパッケージを提供します。
実機には関西大学 計測システム研究室が制作するKUAMSを使用します。

ハードウェア & 開発環境

• ハードウェア

  • WHILL Model CR
    • 製品ページ: https://whill.inc/jp/model-cr
  • Livox Mid-360:
    • 製品ページ: https://www.livoxtech.com/jp/mid-360

• 開発環境

  • Ubuntu Linux - Jammy Jellyfish (22.04)
  • ROS 2 Humble Hawksbill

パッケージ構成

• kuams : KUAMSのメタパッケージ
• kuams_bringup : KUAMS、各種センサの起動を行うためのlaunchファイルを提供するパッケージです。
• kuams_description : KUAMSの物理モデルやURDFモデル、Meshファイルを含むパッケージです。
• kuams_navigation : Nav2の起動を行うためのlaunchファイルを提供するパッケージです。
• kuams_slam : slam_toolboxを起動するためのlaunchファイルを提供するパッケージです。
• kuams_teleop : Joyコントローラを使用してKUAMS3を操作するためのコード、launchファイルを提供するパッケージです。

インストール方法

以下の手順に沿って各パッケージのインストールを行ってください

1. ROS 2 Humbleのセットアップ:
   こちらの手順に従って、ROS 2 Humbleをインストールしてください。

2. kuams のセットアップ:

   mkdir -p ~/kuams_ws/src
   cd ~/kuams_ws/src
   git clone https://github.com/kzm784/kuams.git
   cd ~/kuams_ws
   rosdep update && rosdep install --from-paths src --ignore-src -y
   colcon build

3. ros2_whill のセットアップ:

   sudo apt install ros-humble-xacro
   cd ~/kuams_ws/src
   git clone https://github.com/whill-labs/ros2_whill_interfaces.git
   git clone https://github.com/kzm784/ros2_whill.git
   cd ~/kuams_ws
   rosdep update && rosdep install --from-paths src --ignore-src -y
   colcon build

4. Livox SDK2 のセットアップ:

   git clone https://github.com/Livox-SDK/Livox-SDK2.git
   cd ~/Livox-SDK2/
   mkdir build
   cd build
   cmake .. && make -j4
   sudo make install
   

5. livox_ros_driver2 のセットアップ:

   cd ~/kuams_ws/src
   git clone https://github.com/Livox-SDK/livox_ros_driver2.git
   mv livox_ros_driver2/package_ROS2.xml livox_ros_driver2/package.xml
   cd ~/kuams_ws
   colcon build --packages-select livox_ros_driver2 --cmake-args -DROS_EDITION="ROS2" -DHUMBLE_ROS="humble" --symlink-install

6. waypoint_manager のセットアップ:

   cd ~/kuams_ws/src
   git clone https://github.com/kzm784/waypoint_manager.git
   cd ~/kuams_ws
   rosdep update && rosdep install --from-paths src --ignore-src 
   colcon build

7. lidar_localization_ros2 のセットアップ:

   cd ~/kuams_ws/src
   git clone https://github.com/kzm784/lidar_localization_ros2.git
   git clone https://github.com/rsasaki0109/ndt_omp_ros2.git
   cd ~/kuams_ws
   rosdep update && rosdep install --from-paths src --ignore-src 
   colcon build

使用方法

• KUAMSの起動:
  ⚠️ 注意: 初期セットアップ時にudevルールを編集し、USBデバイスのシンボリックリンクを作成してください。

  sudo mv ~/kuams_ws/src/kuams/docs/99-whill-serial.rules /etc/udev/rules.d/
  sudo udevadm control --reload

  WHILL Model CRとPCをシリアル接続し、以下のコマンドを実行して各種センサを含むkuamsの実機を起動します。

  cd kuams_ws
  source install/setup.bash
  ros2 launch kuams_bringup kuams.launch.py

• Joyコントローラーを用いたKUAMSの操縦: JoyコントローラーとPCを接続した後、以下のコマンドを実行しKUAMSを操縦することができます。

  cd kuams_ws
  source install/setup.bash
  ros2 launch kuams_teleop kuams3_teleop_joy.launch.py

• Navigation2を用いたウェイポイントナビゲーション:

  1. 事前準備:
     ホームディレクトリに navigation_data ディレクトリを作成し、ウェイポイントナビゲーションに必要なデータをその中に準備してください。

     navigation_data/
         │
         ├── rinpukan/
         │       ├── rinpukan.pcd        # 3次元地図
         │       ├── rinpukan.pgm        # 2次元地図
         │       ├── rinpukan.yaml       # 2次元地図情報設定ファイル
         │       ├── rinpukan_wp.csv     # ウェイポイントデータ
         │
         └── ... # 以降も同じ形式
     

  2. lidar_localization_ros2の起動:
     KUAMSを起動後、以下のコマンドで lidar_localization_ros2 を起動します

     cd  ~/kuams_ws
     source install/setup.bash
     ros2 launch kuams_navigation lidar_localization_ros2.launch.py    

  3. Nav2の起動:
     KUAMS, lidar_localization_ros2 を起動後、以下のコマンドで Nav2 を起動します map:= 以降にナビゲーションで使用する2D地図の .yaml ファイルを指定してください

     cd ~/kuams_ws
     source install/setup.bash
     ros2 launch kuams_navigation navigation.launch.py map:=path/to/your/map.yaml

  4. waypoint_managerの起動:
     Nav2の起動後、以下のコマンドでwaypoint_managerを起動します waypionts:= 以降にナビゲーションで使用するウェイポイントの .csv ファイルを指定してください

     cd ~/kuams_ws
     source install/setup.bash
     ros2 launch waypoint_manager waypoint_manager.launch.py waypoints:=path/to/your/waypoints.csv