반응형
Turtlebot3 Bringup 코드 분석
turtlebot3_robot.launch와 turtlebot3_remote.launch, model.rviz가 무엇을 하는 파일인지는 알았으나, 정확히 어떤 매커니즘인지 알아보기 위해 코드를 까보겠습니다.
<!-- in Turtlebot PC -->
<!-- turtlebot3_robot.launch -->
<launch>
<arg name="multi_robot_name" default=""/>
<arg name="set_lidar_frame_id" default="base_scan"/>
<include file="$(find turtlebot3_bringup)/launch/turtlebot3_core.launch">
<arg name="multi_robot_name" value="$(arg multi_robot_name)"/>
</include>
<include file="$(find turtlebot3_bringup)/launch/turtlebot3_lidar.launch">
<arg name="set_frame_id" value="$(arg set_lidar_frame_id)"/>
</include>
<node pkg="turtlebot3_bringup" type="turtlebot3_diagnostics" name="turtlebot3_diagnostics" output="screen"/>
</launch>launch 파일은 turtlebot3_core.launch, turtlebot3_lidar.launch를 실행하며, turtlebot3_diagnostics라는 상태 진단 노드를 실행하네요. 변수를 설정하고 그걸 다른 launch 파일에 넘겨주는 모습도 보입니다.
<!-- turtlebot3_core.launch -->
<launch>
<arg name="multi_robot_name" default=""/>
<node pkg="rosserial_python" type="serial_node.py" name="turtlebot3_core" output="screen">
<param name="port" value="/dev/ttyACM0"/>
<param name="baud" value="115200"/>
<param name="tf_prefix" value="$(arg multi_robot_name)"/>
</node>
</launch>core에서는 rosserial_python을 이용하여 시리얼 통신을 진행합니다.
# rosserial_python/nodes/serial_node.py
# ...
client = SerialClient(port_name, baud, fix_pyserial_for_test=fix_pyserial_for_test)
client.run()
# ...serial_node는 port_name 값에 따라 시리얼 서버, 클라이언트가 될 수 있지만, 여기서는 클라이언트가 선택됩니다.
시리얼 서버 장치는 /dev/ttyACM0 = OpenCR입니다. turtlebot3_core.launch는 OpenCR로부터 정보를 수신하는 역할을 합니다.
LiDAR 장치의 포트는 /dev/ttyUSB0로, turtlebot3_lidar.launch를 확인하면 알 수 있습니다.
<!-- turtlebot3_lidar.launch -->
<launch>
<arg name="set_frame_id" default="base_scan"/>
<node pkg="hls_lfcd_lds_driver" type="hlds_laser_publisher" name="turtlebot3_lds" output="screen">
<param name="port" value="/dev/ttyUSB0"/>
<param name="frame_id" value="$(arg set_frame_id)"/>
</node>
</launch>// hls_lfcd_lds_driver/src/hlds_laser_publisher.cpp
// ...
ros::Publisher laser_pub = n.advertise<sensor_msgs::LaserScan>("scan", 1000);
ros::Publisher motor_pub = n.advertise<std_msgs::UInt16>("rpms",1000);
// ...turtlebot3_lidar.launch가 실행하는 hlds_laser_publisher 노드는 레이저 스캔 데이터와 uint16 형식의 모터 rpm을 퍼블리싱하고 있네요. 레이저 스캔 데이터는 무엇을 포함하고 있을까요?
# sensor_msgs/LaserScan.msg
Header header # uint32 sequence_id
# time stamp
# string frame_id
float32 angle_min # 측정 시작 각도 [rad]
float32 angle_max # 측정 종료 각도 [rad]
float32 angle_increment # 각도 증가량 [rad]
float32 time_increment # 측정 간 시간 증가량 [seconds]
# 스캐너가 움직이고 있다면 3d 좌표를 보간하는 데에 사용됩니다.
float32 scan_time # 측정 시간 [seconds]
float32 range_min # 최소 범위 값 [m]
float32 range_max # 최대 범위 값 [m]
float32[] ranges # 범위 데이터 [m] (Note: range_min보다 작거나 range_max보다 큰 값은 무시됩니다.)
float32[] intensities # 레이저 세기 데이터 [장치의 고유 단위]
# 장치가 레이저 세기를 지원하지 않는다면 빈 배열로 유지LiDAR는 시리얼 통신을 통해 각도와 측정 시간, 범위를 출력하는 모양입니다. 다음으로 turtlebot3_remote.launch를 분석해보겠습니다.
<!-- turtlebot3_remote.launch -->
<launch>
<arg name="model" default="$(env TURTLEBOT3_MODEL)" doc="model type [burger, waffle, waffle_pi]"/>
<arg name="multi_robot_name" default=""/>
<include file="$(find turtlebot3_bringup)/launch/includes/description.launch.xml">
<arg name="model" value="$(arg model)" />
</include>
<node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher">
<param name="publish_frequency" type="double" value="50.0" />
<param name="tf_prefix" value="$(arg multi_robot_name)"/>
</node>
</launch>마찬가지로 인자를 설정하고 description.launch.xml과 robot_state_publisher를 실행합니다. 특이하게도 .launch가 아니라 .xml 형식을 사용하였지만, 사실 확장자는 상관없이 같은 동작을 합니다.
<launch>
<arg name="model"/>
<arg name="urdf_file" default="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find turtlebot3_description)/urdf/turtlebot3_$(arg model).urdf.xacro'" />
<param name="robot_description" command="$(arg urdf_file)" />
</launch>xacro(XML Macro)로 실행할 urdf 파일을 설정하고, 이를 robot_description 파라미터의 커맨드로 설정하네요. xacro 파일은 로봇의 joint, visual, collision을 설정합니다. 이 과정에서 화면에 그려질 로봇의 모델링 파일(.stl)을 불러옵니다. 해당 파일은 너무 길기 때문에 아래 링크로 대체합니다. 다음 게시글에선 xacro 파일 형식에 대해 다뤄야겠네요.
robot_state_publisher 노드는 tf 변환 라이브러리를 사용하여 로봇의 모든 관절 위치, 상태 등을 퍼블리시 해줍니다.
model.rviz 파일을 살펴보겠습니다. rviz 확장자이지만 yaml 형식을 사용하며, 아래 파일을 읽어 GUI로 시각화 해줍니다.
Panels:
- Class: rviz/Displays
Help Height: 78
Name: Displays
Property Tree Widget:
Expanded:
- /Global Options1
- /Status1
- /Grid1
- /Axes1
- /LaserScan1
- /RobotModel1
- /TF1
Splitter Ratio: 0.6029411554336548
Tree Height: 787
- Class: rviz/Selection
Name: Selection
- Class: rviz/Tool Properties
Expanded:
- /2D Pose Estimate1
- /2D Nav Goal1
- /Publish Point1
Name: Tool Properties
Splitter Ratio: 0.5886790156364441
- Class: rviz/Views
Expanded:
- /Current View1
Name: Views
Splitter Ratio: 0.5
- Class: rviz/Time
Experimental: false
Name: Time
SyncMode: 0
SyncSource: LaserScan
Visualization Manager:
Class: ""
Displays:
- Alpha: 0.5
Cell Size: 1
Class: rviz/Grid
Color: 160; 160; 164
Enabled: true
Line Style:
Line Width: 0.029999999329447746
Value: Lines
Name: Grid
Normal Cell Count: 0
Offset:
X: 0
Y: 0
Z: 0
Plane: XY
Plane Cell Count: 10
Reference Frame: <Fixed Frame>
Value: true
- Class: rviz/Axes
Enabled: true
Length: 0.5
Name: Axes
Radius: 0.009999999776482582
Reference Frame: <Fixed Frame>
Value: true
- Alpha: 1
Autocompute Intensity Bounds: true
Autocompute Value Bounds:
Max Value: 10
Min Value: -10
Value: true
Axis: Z
Channel Name: intensity
Class: rviz/LaserScan
Color: 255; 0; 0
Color Transformer: FlatColor
Decay Time: 0
Enabled: true
Invert Rainbow: false
Max Color: 255; 255; 255
Max Intensity: 5932
Min Color: 0; 0; 0
Min Intensity: 106
Name: LaserScan
Position Transformer: XYZ
Queue Size: 10
Selectable: true
Size (Pixels): 3
Size (m): 0.009999999776482582
Style: Flat Squares
Topic: /scan
Unreliable: false
Use Fixed Frame: true
Use rainbow: true
Value: true
- Alpha: 1
Class: rviz/RobotModel
Collision Enabled: false
Enabled: true
Links:
All Links Enabled: true
Expand Joint Details: false
Expand Link Details: false
Expand Tree: false
Link Tree Style: Links in Alphabetic Order
base_footprint:
Alpha: 1
Show Axes: false
Show Trail: false
base_link:
Alpha: 1
Show Axes: false
Show Trail: false
Value: true
base_scan:
Alpha: 1
Show Axes: false
Show Trail: false
Value: true
caster_back_link:
Alpha: 1
Show Axes: false
Show Trail: false
Value: true
wheel_left_link:
Alpha: 1
Show Axes: false
Show Trail: false
Value: true
wheel_right_link:
Alpha: 1
Show Axes: false
Show Trail: false
Value: true
Name: RobotModel
Robot Description: robot_description
TF Prefix: ""
Update Interval: 0
Value: true
Visual Enabled: true
- Class: rviz/TF
Enabled: true
Frame Timeout: 15
Frames:
All Enabled: true
base_footprint:
Value: true
base_link:
Value: true
base_scan:
Value: true
caster_back_link:
Value: true
imu_link:
Value: true
odom:
Value: true
wheel_left_link:
Value: true
wheel_right_link:
Value: true
Marker Scale: 0.4000000059604645
Name: TF
Show Arrows: true
Show Axes: true
Show Names: true
Tree:
odom:
base_footprint:
base_link:
base_scan:
{}
caster_back_link:
{}
imu_link:
{}
wheel_left_link:
{}
wheel_right_link:
{}
Update Interval: 0
Value: true
Enabled: true
Global Options:
Background Color: 108; 108; 108
Fixed Frame: base_footprint
Frame Rate: 30
Name: root
Tools:
- Class: rviz/Interact
Hide Inactive Objects: true
- Class: rviz/MoveCamera
- Class: rviz/Select
- Class: rviz/FocusCamera
- Class: rviz/Measure
- Class: rviz/SetInitialPose
Topic: /initialpose
- Class: rviz/SetGoal
Topic: /move_base_simple/goal
- Class: rviz/PublishPoint
Single click: true
Topic: /clicked_point
Value: true
Views:
Current:
Class: rviz/XYOrbit
Distance: 1.910049319267273
Enable Stereo Rendering:
Stereo Eye Separation: 0.05999999865889549
Stereo Focal Distance: 1
Swap Stereo Eyes: false
Value: false
Focal Point:
X: -0.02010004222393036
Y: -0.467065691947937
Z: -4.76837158203125e-7
Focal Shape Fixed Size: false
Focal Shape Size: 0.05000000074505806
Name: Current View
Near Clip Distance: 0.009999999776482582
Pitch: 0.7953976392745972
Target Frame: <Fixed Frame>
Value: XYOrbit (rviz)
Yaw: 4.793606281280518
Saved: ~
Window Geometry:
Displays:
collapsed: false
Height: 1056
Hide Left Dock: false
Hide Right Dock: true
QMainWindow State: 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
Selection:
collapsed: false
Time:
collapsed: false
Tool Properties:
collapsed: false
Views:
collapsed: true
Width: 1855
X: 65
Y: 24.rviz 파일은 직접 작성할수도 있지만, RViz에서 GUI로 작업하는 방법이 더욱 편리하기 때문에 각 항목에 대해 특별히 설명이 필요하진 않을 것 같습니다.
해당 파일에서는 LaserScan, 로봇 모델, TF 등의 정보가 포함되어 있다는 걸 알 수 있습니다.
반응형
'Robotics' 카테고리의 다른 글
| 24일차 - turtlebot3_teleop_key로 다중 키 입력 받기_2 (0) | 2020.07.25 |
|---|---|
| 23일차 - turtlebot3_teleop_key로 다중 키 입력 받기_1 (0) | 2020.07.25 |
| 21일차 - Turtlebot3 bringup (0) | 2020.07.22 |
| 21일차 - 터틀봇3을 위한 OpenCR 초기 설정하기 (0) | 2020.07.21 |
| 20일차 - ROS Noetic 마이그레이션 가이드 (0) | 2020.07.21 |
