[실행환경]
- Ubuntu 18.04
- ROS Melodic
- Nvidia GPU driver (CUDA 11.2 지원이 가능한 GPU 디바이스. e.g., GTX 1080Ti)
[Content]
[Tutorial]
- 설치 및 사용방법에 대한 영상자료
- (18.04 : melodic, 20.04 : noetic); ros install
1. universal_robots 패키지 설치
apt-get이 아닌git clone으로 소스 빌드할 것을 권장
cd $HOME/catkin_ws/src
# retrieve the sources (replace '$DISTRO' with the ROS version you are using)
# 아직 noetic버전이 없기 때문에 melodic-devel 버전으로 깃클론
git clone -b melodic-devel https://github.com/ros-industrial/universal_robot.git
cd $HOME/catkin_ws
# checking dependencies (replace '$DISTRO' with the ROS version you are using)
rosdep update
rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro $ROS_DISTRO
# building
catkin_make
# source this workspace (careful when also sourcing others)
source $HOME/catkin_ws/devel/setup.bash```bash
# 로컬 PC의 ~/.bashrc 에서
export ROS_IP=x.x.x.x # 로컬 PC의 이더넷 IP
export ROS_HOSTNAME=$ROS_IP
export ROS_ROS_MASTER_URI=http://$ROS_IP:11311 # eth IP of your local PC for ROS Master
```
```bash
# 경기장에서 대회 참여자의 로컬 PC의 ~/.bashrc 예시
export ROS_IP=x.x.x.x # 대회 참여자의 이더넷 IP
export ROS_HOSTNAME=$ROS_IP
export ROS_ROS_MASTER_URI=http://<경기장 PC의 IP>:11311 # eth IP for ROS Master
```
* 끝난 뒤 반드시 ```~$ source ~/.bashrc```
- Docker Engine을 설치
- Docker Compose를 설치
- Nvidia-docker를 설치
- 루트(root) 권한 설정;
sudo없이 도커 사용하기~$ sudo usermod -aG docker $USER #현재 접속중인 사용자에게 권한주기
- 현재 깃허브 레포지토리에 있는 파일을 가지고 아래 명령어를 순서대로 실행
~$ git clone https://github.com/DoranLyong/webots-ros-melodic-project.git
~$ cd ./webots-ros-melodic-project
~$ sudo chmod a+x make_webots-ros_container.bash run_webots-ros_container.bash # 실행 권한 부여
~$ ./make_webots-ros_container.bash # 도커 이미지 설치 및 컨테이너 생성
~$ ./run_webots-ros_container.bash # webots world가 설치된 컨테이너 실행
- 해당 컨테이너를 다시 실행하고 싶다면
~$ ./run_webots-ros_container.bash - 도커 컨테이너의
~/.bashrc에서ROS_IP,ROS_HOSTNAME,ROS_MASTER_URI환경 변수 값을 아래와 같이 할당(참고 링크):
# 도커의 ~/.bashrc 에서
export ROS_IP=172.17.0.x # in the docker container for webots world
# 현재 생성된 도커 컨테이너의 주소를 확인하고 입력하기
export ROS_HOSTNAME=$ROS_IP
export ROS_ROS_MASTER_URI=http://172.17.0.1:11311 # docker IP of your local PC for ROS Master - 끝난 뒤 반드시
~# source ~/.bashrc
- 로컬 PC 에서
roscore
Method 01. 도커 환경에서 아래 명령어를 각각 실행 (각각 새로운 도커 터미널에서 실행)
~# webots
~# ~/ur_e_webots.bash # webots world의 스텝을 실행시킬 수 있는 ROS 패키지 실행
~# ~/sensor_enable.bash # webots world의 센서 장비가 토픽을 ROS_MASTER터로 발행하도록 서비스 요청(call)
~# python ~/objects_random_place.py --seed=42 # 물체 위치 랜덤 Method 02. 위의 명령은 다음과 같이 간략하게 실행가능
~# ~/run_WebotsWorld_all.bash # webots -> ur_e_webots.bash -> sensor_enable.bash 순으로 실행됨
~# python ~/objects_random_place.py --seed=42 # 새로운 도커 터미널에서 실행할 것 ※ 두 방법중에 하나라도 빠짐없이 실행되어야 webots world가 실행된다.
# RGB image topic
/CAM/camera/image
# Depth image topic
/CAM/range_finder/range_image- 영상 데이터의 메시지 타입은
sensor_msgs/Image - Image topic subscribe 예시
[RGB & depth_map devices]
- Translation[x, y, z] : 1.35272 , 1.3315 , 5.97883e-07
- Rotation(quaternions)[w, x, y, z] : 0.653284 , -0.270596 , 0.65328 , 0.270597
[UR10e robot base]
- Translation[x, y, z] : 0 , 0.7 , -1.00693e-08
- Rotation(quaternions)[w, x, y, z] : -0.707107 , 0.707107 , 0 , 0
[World center]
- Translation[x, y, z] : 0 , 0 , 0
- Rotation(quaternions)[w, x, y, z] : 1 , 0 , 0 , 0
# 도커 컨테이너의 Webots World에서 좌측 상단에 TimeStep이 동작하는지 확인한 후 실행
# MoveIt 연동 패키지 예시
~$ roslaunch ur10_e_moveit_config ur10_e_moveit_planning_execution.launch
~$ roslaunch ur10_e_moveit_config moveit_rviz.launch config:=true - 여기까지 실행이 끝났다면 webots의 가상환경이 MoveIt과 연동되어 제어되는 것을 확인할 수 있다
- User Guide 참고
-
간단한 Gripper 조작을 위한 토픽 발행 형태는
~$ rostopic pub /grp_follow_joint_trajectory/goal control_msgs/FollowJointTrajectoryActionGoal을 통해 제어할 수 있음 -
UR10e 로봇도 유사한 방식으로
~$ rostopic pub /follow_joint_trajectory/goal control_msgs/FollowJointTrajectoryActionGoal을 통해 제어 가능- 자세한 UR10 로봇 제어과 관련된 내용은 메뉴얼을 참고
- ur_e_webots 코드를 바탕으로 webots world가 설계됨
- webots_ros를 통한 컨트롤러 예시
- UR10e 로봇의 joints 정보
(3) Gripper에 distance sensor추가
- 아래 토픽으로 Subscribe 가능
- std_msg/Range 타입으로
range,max_range,min_range값을 받을 수 있음 - ※ 대회에서는 distance sensor 를 사용하지 않음
/gripper_distance_sensor # rostopic name - 그 이외 webots과 관련된 내용은 webots_ros github 및 ros.org의 webots 위키 참고
[대회공지]
[경기 내용]
- 경기는 물리적으로 분리된 두 대의 컴퓨터로 진행된다.
- 한 대는
ROS_MASTER와webots world가 실행될 경연 당일 준비될 경기장 컴퓨터(주최 측에서 준비), 다른 하나는 대회 참여자의 개인 컴퓨터이다. - 경기장 컴퓨터는
ROS_MASTER및webots world가 실행되는 서버 역할이다. - 대회 참여자의
ROS_HOST는ROS_MASTER에 연결되어webots world로 부터 센싱 데이터를 받고 UR10e 로봇 제어를 통해 재활용 쓰레기를 분리수거 하는 과업(task)을 수행한다. - 매 경기마다 물체의 위치는 랜덤으로 생성된다;
~(도커 컨테이너)# python ~/objects_random_place.py 활용
[대회 참여자가 준비해야할 코드]
- webots world의 UR10e 로봇과 Gripper는 actionlib.ActionServer() 노드로 제어할 수 있다.
- 따라서, 대회 참여자는 actionlib를 활용해 actionlib.ActionServer의
goal값으로 UR10e 와 Gripper 관절(joints)을 제어하는 값을 입력으로 발행하면 된다. - UR10e.urdf 파일은 현재 레포지토리에 첨부되어 있다.
- (덧) MoveIt 으로 제어하셔도 됩니다 ('UR10 로봇 제어' 섹션 참고)
# 사용할 관절 목록
[UR10e의 관절 목록]
- shoulder_pan_joint
- shoulder_lift_joint
- elbow_joint
- wrist_1_joint
- wrist_2_joint
- wrist_3_joint
[Gripper의 관절 목록]
- finger_1_joint_1
- finger_2_joint_1
- finger_middle_joint_1- 물체 인식을 위한
학습 Dataset은 따로 제공하지 않습니다.- webots 도커에서
~# python ~/objects_random_place.py을 활용해 매번 랜덤으로 배치되는 장면을 바탕으로 각 팀별로 레이블링 하시기 바랍니다.
- webots 도커에서
- webots world에 활용된 물체의
.wrl파일과Texture이미지는 objects_wrl 폴더에 업로드 되었습니다.-
MeshLab 프로그램을 사용하면 간단하게 확인 가능
-
(2021/10/19 업데이트) rviz-moveit-v1.0.5 로 업데이트 (참고)
- timestep := 64 로 수정; 물리엔진의 부하를 줄이기 위해
- tissue(휴지) 오브젝트 제거; 물리엔진이 복잡해서 제거됨
- plastic_bag(과자봉지)의 물리엔진 수정됨 (물리영역 폭 증가)
- 물체 랜덤 위치 실행 코드에 seed 할당 기능 추가
~# python ~/objects_random_place.py --seed=42 # 물체 랜덤 위치에 시드 부여
- ROS & webots 설치
- universal_robots 설치
- WEBOTS_HOME 환경변수 설정
- UR 로봇 프로젝트 파일을 catkin_ws로 옮기고 rviz에 띄우기
- webots의 URe 로봇 모델을 ROS로 보내기 위해서는 → webots 월드에서 URe의 컨트롤러를
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