raspimouse_ros_examples

Raspberry Pi MouseのROSサンプルコード集です。

ナビゲーションのサンプルはこちら。 ROS 2のサンプルコード集はこちら。

Requirements

Raspberry Pi Mouse
- https://rt-net.jp/products/raspberrypimousev3/
- Linux OS
  - Ubuntu server 16.04
  - Ubuntu server 18.04
  - Ubuntu server 20.04
  - https://ubuntu.com/download/raspberry-pi
- Device Driver
  - rt-net/RaspberryPiMouse
- ROS
- Raspberry Pi Mouse ROS package
  - https://github.com/ryuichiueda/raspimouse_ros_2
Remote Computer (Optional)
- ROS
- Raspberry Pi Mouse ROS package
  - https://github.com/ryuichiueda/raspimouse_ros_2

Installation

cd ~/catkin_ws/src
# Clone ROS packages
git clone https://github.com/ryuichiueda/raspimouse_ros_2
git clone -b $ROS_DISTRO-devel https://github.com/rt-net/raspimouse_ros_examples
# For direction control example
git clone https://github.com/rt-net/rt_usb_9axisimu_driver

# Install dependencies
rosdep install -r -y --from-paths . --ignore-src      

# make & install
cd ~/catkin_ws && catkin_make
source devel/setup.bash

License

このリポジトリはApache 2.0ライセンスの元、公開されています。ライセンスについてはLICENSEを参照ください。

keyboard_control

teleop_twist_keyboardを使ってRaspberryPiMouseを動かします。

Requirements

Keyboard

How to use

次のコマンドでノードを起動します。

roslaunch raspimouse_ros_examples teleop.launch key:=true

# Control from remote computer
roslaunch raspimouse_ros_examples teleop.launch key:=true mouse:=false

ノードが起動したら/motor_onサービスをコールします。

rosservice call /motor_on

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joystick_control

ジョイスティックコントローラでRaspberryPiMouseを動かすコード例です。

Requirements

Joystick Controller
- Logicool Wireless Gamepad F710
- SONY DUALSHOCK 3

How to use

次のコマンドでノードを起動します。

roslaunch raspimouse_ros_examples teleop.launch joy:=true

# Use DUALSHOCK 3
roslaunch raspimouse_ros_examples teleop.launch joy:=true joyconfig:="dualshock3" 

# Control from remote computer
roslaunch raspimouse_ros_examples teleop.launch joy:=true mouse:=false

デフォルトのキー割り当てはこちらです。

Configure

./config/joy_f710.yml、./config/joy_dualshock3.yml のキー番号を編集することで、キー割り当てを変更できます。

button_shutdown_1       : 8
button_shutdown_2       : 9

button_motor_off        : 8
button_motor_on         : 9

button_cmd_enable       : 4

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object_tracking

色情報をもとにオレンジ色のボールの追跡を行うコード例です。 USB接続のWebカメラとOpenCVを使ってボール追跡をします。

Requirements

Webカメラ
- Logicool HD WEBCAM C310N
カメラマウント
- Raspberry Pi Mouse オプションキット No.4 [Webカメラマウント]
ボール（Optional）
- ソフトボール（オレンジ）
Software
- python
  - opencv
  - numpy
- v4l-utils

Installation

Raspberry Pi Mouseにカメラマウントを取り付け，WebカメラをRaspberry Piに接続します．

次のコマンドで、カメラ制御用のパッケージ（v4l-utils）をインストールします。

sudo apt install v4l-utils

How to use

次のスクリプトを実行して、カメラの自動調節機能（自動露光，オートホワイトバランス等）を切ります。

rosrun raspimouse_ros_examples camera.bash

次のコマンドでノードを起動します。

roslaunch raspimouse_ros_examples object_tracking.launch

物体検出画像はbinaryとobjectというトピックとして発行されます。これらの画像はRViz やrqt_image_view で表示できます。

Configure

追跡対象の色を変更するには ./scripts/object_tracking.pyを編集します。

    def detect_ball(self):
        # ~~~ 省略 ~~~
        min_hsv, max_hsv = self.set_color_orange()
        # min_hsv, max_hsv = self.set_color_green()
        # min_hsv, max_hsv = self.set_color_blue()

反応が悪い時にはカメラの露光や関数内のパラメータを調整して下さい．

    def set_color_orange(self):
        # [H(0~180), S(0~255), V(0~255)]
        # min_hsv_orange = np.array([15, 200, 80])
        min_hsv_orange = np.array([15, 150, 40])
        max_hsv_orange = np.array([20, 255, 255])
        return min_hsv_orange, max_hsv_orange

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line_follower

ライントレースのコード例です。

Requirements

ライントレースセンサ
- Raspberry Pi Mouse オプションキット No.3 [ライントレース]
フィールドとライン (Optional)

Installation

Raspberry Pi Mouseにライントレースセンサを取り付けます。

How to use

次のコマンドでノードを起動します。

roslaunch raspimouse_ros_examples line_follower.launch

# Control from remote computer
roslaunch raspimouse_ros_examples line_follower.launch mouse:=false

Raspberry Pi Mouseをフィールドに置き、SW2を押してフィールド上のセンサ値をサンプリングします。

次に、センサとラインが重なるようにRaspberry Pi Mouseを置き、SW1を押してライン上のセンサ値をサンプリングします。

最後に、ライン上にRaspberry Pi Mouseを置き、SW0を押してライントレースを開始します。

もう一度SW0を押すとライントレースを停止します。

Configure

走行速度を変更するには./scripts/line_follower.pyを編集します。

    def _publish_cmdvel_for_line_following(self):
        VEL_LINER_X = 0.08 # m/s
        VEL_ANGULAR_Z = 0.8 # rad/s
        LOW_VEL_ANGULAR_Z = 0.5 # rad/s

        cmd_vel = Twist()

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SLAM

LiDARを使ってSLAM（自己位置推定と地図作成）を行うサンプルです。

Requirements

LiDAR
- URG-04LX-UG01
- LDS-01
LiDAR Mount
Joystick Controller (Optional)

RPLIDARについては、パッケージrplidar_ros がROS Noetic向けにリリースされていないため動作確認していません。

Installation

Raspberry Pi MouseにLiDARを取り付けます。

URG-04LX-UG01

LDS-01

How to use

Raspberry Pi Mouse上で次のコマンドでノードを起動します。

# URG
roslaunch raspimouse_ros_examples mouse_with_lidar.launch urg:=true port:=/dev/ttyACM0

# LDS
roslaunch raspimouse_ros_examples mouse_with_lidar.launch lds:=true port:=/dev/ttyUSB0

Raspberry Pi Mouseを動かすためteleop.launchを起動します

# joystick control
roslaunch raspimouse_ros_examples teleop.launch mouse:=false joy:=true joyconfig:=dualshock3

次のコマンドでSLAMパッケージを起動します。（Remote computerでの実行推奨）

# URG
roslaunch raspimouse_ros_examples slam_gmapping.launch urg:=true

# LDS
roslaunch raspimouse_ros_examples slam_gmapping.launch lds:=true

Raspberry Pi Mouseを動かして地図を作成します。

次のコマンドで作成した地図を保存します。

mkdir ~/maps
rosrun map_server map_saver -f ~/maps/mymap

Configure

./launch/slam_gmapping.launchでgmappingパッケージのパラメータを調整します。

  <node pkg="gmapping" type="slam_gmapping" name="raspimouse_slam_gmapping" output="screen">
    <!-- <remap from="scan" to="base_scan"/> -->
    <param name="base_frame" value="base_link" />
    <param name="odom_frame" value="odom" />
    <param name="map_frame"  value="map" />
    <param name="map_update_interval" value="1.0"/>
    <param name="maxUrange" value="5.6" if="$(arg urg)"/>
    <param name="maxUrange" value="12" if="$(arg rplidar)"/>
    <param name="maxUrange" value="3.5" if="$(arg lds)"/>
    <!-- <param name="sigma" value="0.05"/> -->
    <!-- <param name="kernelSize" value="1"/> -->
    <!-- <param name="lstep" value="0.05"/> -->

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direction_control

IMUセンサを使用した角度制御のコード例です。

Requirements

USB出力9軸IMUセンサモジュール
LiDAR Mount
RT-USB-9axisIMU ROS Package.
- https://github.com/rt-net/rt_usb_9axisimu_driver

Installation

LiDAR MountにIMUセンサモジュールを取り付けます。

Raspberry Pi Mouse にLiDAR Mountを取り付けます。

How to use

次のコマンドでノードを起動します。

roslaunch raspimouse_ros_examples direction_control.launch

SW0 ~ SW2を押して動作モードを切り替えます。

SW0: ジャイロセンサのバイアスをキャリブレーションし、ラズパイマウスの方位角を0 radにリセットします
SW1: 方位角を0 radに維持する角度制御を開始します
- SW0 ~ SW2を押すか、ラズパイマウス本体を横に傾けると終了します
SW2: 方位角を-π ~ π radに変化させる角度制御を開始します
- SW0 ~ SW2を押すか、ラズパイマウス本体を横に傾けると終了します

Configure

角度制御に使うPID制御器のゲインを変更するには./scripts/direction_control.pyを編集します。

class DirectionController(object):
    # ---
    def __init__(self):
        # ---
        # for angle control
        self._omega_pid_controller = PIDController(10, 0, 20)

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License

How To Use Examples

keyboard_control

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How to use

joystick_control

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Configure

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object_tracking

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line_follower

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SLAM

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direction_control

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