ルンバをROS2 Humbleに移行しました

ルンバで2024年の年越しカウントダウンをしてみましたが、このときはROS2 Humbleが動作しているUbuntuデスクトップ環境にルンバを接続して動かしました。

ルンバのROS2ドライバがHumbleでも問題なく動いているので、ルンバの自律走行の実験に使用しているRaspberry Pi 4もROS2 Humbleに移行することにしました。基本はROS2 Foxyの時と同じ流れです。

Ubuntu 22.04 LTS ServerをRaspberry Piにインストール
ROS2 HumbleをRaspberry Piにインストール
ルンバのROS2ドライバをRaspberry Piにインストール
ルンバとRaspberry Pi を接続する
ルンバを動かしてみる
自律走行の環境を設定する
まとめ

Ubuntu 22.04 LTS ServerをRaspberry Piにインストール

Raspberry Pi Imagerを使ってUbuntu 22.04 LTS Server (64-bit)をmicroSDカードに書き込みます。今回は32GBのmicroSDカードに書き込みました。

HDMIモニタとUSBキーボードを接続し、Imagerで作成したmicroSDカードをRaspberry Pi 4に取り付けて電源を接続します。ログインユーザ名とパスワードはubuntuです。パスワードは変更するように要求されますので、新しいパスワードを設定します。

ワイヤレスで制御したいので、WiFiネットワークに接続します。以下のように設定ファイルのwifis: 以降の記述を追記し、WIFI-SSIDとPASSWORDはWiFi環境に合わせて書き換えます。

$ sudo vi /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
$ cat 50-cloud-init.yaml
network:
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: true
      optional: true
  version: 2
  wifis:
    wlan0:
      dhcp4: true
      access-points:
        WIFI-SSID:
          password: PASSWORD

$ sudo netplan apply

ROS2 HumbleをRaspberry Piにインストール

Ubuntu 22.04 LTSのインストールが終わったら、ROS2 Humbleをインストールします。これはインストールスクリプトを使用しました。

$ cd ~
$ git clone https://github.com/Tiryoh/ros2_setup_scripts_ubuntu.git
$ cd ros2_setup_scripts_ubuntu
$ ./run.sh

GitHub - Tiryoh/ros2_setup_scripts_ubuntu: 🔧 unofficial ROS 2 install/setup scripts for Ubuntu

🔧 unofficial ROS 2 install/setup scripts for Ubuntu - GitHub - Tiryoh/ros2_setup_scripts_ubuntu: 🔧 unofficial ROS 2 inst...

ルンバのROS2ドライバをRaspberry Piにインストール

ルンバのROS2ドライバはAutonomyLab/create_robotのhumbleブランチを使用しました。README.mdの通りでインストールできています。

$ sudo apt install build-essential cmake libboost-system-dev libboost-thread-dev
$ sudo apt install python3-rosdep python3-colcon-common-extensions
$ cd ~
$ mkdir -p create_ws/src
$ cd ~/create_ws/src
$ git clone -b humble https://github.com/autonomylab/create_robot.git
$ git clone https://github.com/AutonomyLab/libcreate.git
$ cd ~/create_ws
$ rosdep update
$ rosdep install --from-paths src -i
$ colcon build --symlink-install
$ sudo usermod -a -G dialout $USER
$ source ~/create_ws/install/setup.bash

GitHub - AutonomyLab/create_robot at humble

ROS driver for iRobot Create 1 and 2. Contribute to AutonomyLab/create_robot development by creating an account on GitHu...

ルンバとRaspberry Pi を接続する

ルンバをRaspberry Pi とはシリアルケーブルで接続します。またRaspberry Pi を動かすためにモバイルバッテリーも必要です。私の場合はアクリル板をレーザーカッターで加工してルンバに載せることができる簡単なフレームを作っています。後述するLiDARもこのフレームに実装できるようにしています。シリアルケーブルの接続方法は後述のGitHubのページに簡単に記載しておきました。

ルンバを動かしてみる

ルンバ単体での動作確認を行うため、 PCのターミナルからRaspberry Pi 4にsshでログインして、ルンバのROS2ドライバを動かします。以下のような表示が出れば動作しています。

$ ros2 launch create_bringup create_2.launch
[INFO] [launch]: All log files can be found below /home/ubuntu/.ros/log/2024-01-07-03-01-28-594771-ubuntu-1289
[INFO] [launch]: Default logging verbosity is set to INFO
[INFO] [create_driver-1]: process started with pid [1291]
[INFO] [robot_state_publisher-2]: process started with pid [1293]
[robot_state_publisher-2] Warning: link 'base_footprint' material 'Green' undefined.
[robot_state_publisher-2]          at line 84 in ./urdf_parser/src/model.cpp
[robot_state_publisher-2] Warning: link 'base_footprint' material 'Green' undefined.
[robot_state_publisher-2]          at line 84 in ./urdf_parser/src/model.cpp
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.612562970] [robot_state_publisher]: got segment base_footprint
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.612977790] [robot_state_publisher]: got segment base_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613054105] [robot_state_publisher]: got segment front_wheel_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613087809] [robot_state_publisher]: got segment gyro_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613115180] [robot_state_publisher]: got segment left_cliff_sensor_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613143569] [robot_state_publisher]: got segment left_wheel_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613173125] [robot_state_publisher]: got segment leftfront_cliff_sensor_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613202866] [robot_state_publisher]: got segment right_cliff_sensor_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613228941] [robot_state_publisher]: got segment right_wheel_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613254849] [robot_state_publisher]: got segment rightfront_cliff_sensor_link
[robot_state_publisher-2] [INFO] [1704596492.613280312] [robot_state_publisher]: got segment wall_sensor_link
[create_driver-1] [INFO] [1704596492.622407276] [create_driver]: [CREATE] "CREATE_2" selected
[create_driver-1] [INFO] [1704596493.771772005] [create_driver]: [CREATE] Connection established.
[create_driver-1] [INFO] [1704596493.772125509] [create_driver]: [CREATE] Battery level 99.63 %
[create_driver-1] [INFO] [1704596493.819757030] [create_driver]: [CREATE] Ready.

さらに別のターミナルからRaspberry Piにsshでログインし、車輪を動かすためのコマンドを入力します。

$ ros2 topic pub /cmd_vel geometry_msgs/Twist '{linear: {x: 0.1}, angular: {z: 0.3}}'

正常であれば、ルンバが少しずつ動き続けます。適当なところでCTRL-Cで中断してください。

自律走行の環境を設定する

ここまではRaspberry Piだけを使って、手動でルンバを動かすまでを行いましたが、リモートPCを使った自律走行の環境も作ります。自律走行を行う場合はLiDARというハードウェアセンサーが必要です。また環境地図を作成するためのSLAMと環境地図をもとに自律走行をおこなうNav2の設定が必要になります。

詳細はGitHubにまとめておきましたので、そちらを参考にしてください。

ルンバでSLAMを実行しているときのスクリーンショットをGitHubにいくつか追加しました。（2024/1/14追記）