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リンク機構を有するロボットをGazeboで動かす
- 1. @calm0815 2020/5/1 ROS Japan UG #36 飛び込みLT 作成：@calm0815 リンク機構を有するロボットを Gazeboで動かす
- 2. @calm0815 自己紹介 名前：桑野 僚大（Kuwano Tomohiro） 経歴： • ～ 2020/03 : 九州工業大学大学院 修士（制御工学） • 西田研究室：ソフトロボットグリッパの開発 • 学生フォーミュラ： 空力パーツの設計してみたり、シミュレータ（PCゲーム）作ってみたり • 2020/04 ～ : 自動車メーカ 生産技術開発本部 • 2020/04 ～ : 自宅待機＆在宅勤務 Twitter : @calm0815 Github : calm0815 ➢ https://github.com/calm0815 「ROS、（文字通り）チョットワカル」位のユーザです。 趣味で回路くんだり、ROS触ったりしてます。
- 3. @calm0815 Target： Gazeboでリンク機構を動かす Contents： 1. ROSからGazeboを起動するときの処理 2. URDFの欠点と，SDFを用いた対応策 3. 実際にやってみよう！
- 4. @calm0815 .urdf ロボットの情報 • URDF[1]で記述 • 場合によっては XacroからURDFに変換 • URDFをrosparamに登録 1. ROSからGazeboを起動するときの処理 [1] URDF XML Specifications：http://wiki.ros.org/urdf/XML .urdf 形式[spawn_urdf] .sdf 形式 Gazebo’s API : urdf2sdf Gazebo’s world convert 指令値など Joint角など Plugin: gazebo_ros_control
- 5. @calm0815 1. ROSからGazeboを起動するときの処理 .urdf 形式[spawn_urdf] .sdf 形式 Gazebo’s API : urdf2sdf Gazebo’s world convert 指令値など Joint角など Plugin: gazebo_ros_control URDFで表現できないロボットは Gazeboにスポーンさせることはできない （と，思われている） .urdf ロボットの情報 • URDF[1]で記述 • 場合によっては XacroからURDFに変換 • URDFをrosparamに登録 [1] URDF XML Specifications：http://wiki.ros.org/urdf/XML
- 6. @calm0815 2. URDFの欠点と、SDFを用いた対応策 URDFで表現できないロボットって？ ➢ よく指摘されるのが「リンク機構」を有するロボット 例）ETH Zurich が開発した「Ascento」[2] [2] ASCENTO | Indoor Mobility Robot ETHZ, https://www.ascento.ethz.ch/ • 脚部にリンク機構を有している • “Hip Motor”が回転することで，ロボットは 屈伸動作を行う
- 7. @calm0815 2. URDFの欠点と、SDFを用いた対応策 なぜリンク機構を表現できないのか？ • URDFはシリアルチェーン構造（Serial Chains）のみサポートしている ➢ 親が複数の子ノードを持っていても，子は1つの親ノードしか持てない Link1 × この制約のおかげで 「Gazeboでリンク機構は動かせない」 なんてことを言われる joint 親リンク • world • Link4 ⇐ 持てへん
- 8. @calm0815 2. URDFの欠点と、SDFを用いた対応策 【対策】SDFでロボットを定義しよう！ • SDFは並列ジオメトリをサポートしている ➢ 親も子も複数ノードを持つことができる ⇒ リンク機構が定義可能 Link1 ○ Gazeboだってやればできる。 joint 親リンク • world • Link4 ⇐ 持てる
- 11. @calm0815 .urdf ロボットの情報 • URDF[1]で記述 • 場合によっては XacroからURDFに変換 • URDFをrosparamに登録 .urdf 形式[spawn_urdf] .sdf 形式 Gazebo’s API : urdf2sdf Gazebo’s world convert 指令値など Joint角など Plugin: gazebo_ros_control × “URDFのみ”の起動方法 3. 実際にやってみよう！ 使わない [1] URDF XML Specifications：http://wiki.ros.org/urdf/XML
- 12. @calm0815[2]SDFormat Specifications：http://sdformat.org/spec?ver=1.7&elem=sdf 3. 実際にやってみよう！ ロボットの情報 • URDFとSDF[2]の両方を用意 ➢ URDFはROSが持つ情報 ➢ SDFはGazeboが持つ情報 • URDFをrosparamに登録 Gazebo’s world 指令値など Joint角など .sdf [spawn_model] “URDFとSDFを併用する”起動方法 How to spawn an SDF： https://www.theconstructsim.com/ gazebo-qa-003-spawn-sdf-custom- model-gazebo-ros/ Plugin: gazebo_ros_control
- 13. @calm0815 3. 実際にやってみよう！ URDF側の内容（ROSに必要な情報） <robot name=“hoge”> <link name=“fuga”> ~~~ </link> <joint name=“fuga_joint”> ~~~ </joint> <transmission name=“foo”> <type>~~~</type> <joint>~~~</joint> <actuator>~~~</ actuator > </transmission> </robot> SDF側の内容（Gazeboに必要な情報） <model name=“hoge”> <link name=“fuga”> ~~~ </link> <joint name=“fuga_joint”> ~~~ </joint> <plugin name=“gazebo_ros_conrol”> ~~~（お決まりのやつ） </plugin> <plugin name=“joint_state_publisher”> ~~~ </plugin> </model> ・・・ ・・・ nameはすべて共通にする collisionに ”mu”などが 必要 Using gazebo_ros_control with SDF instead of URDF： https://answers.ros.org/question/223196/using-gazebo_ros_control-with-sdf-instead-of-urdf/
- 14. @calm0815 3. 実際にやってみよう！ Watch this movie on YouTube：https://www.youtube.com/watch?v=UJCQ8EBhfMk ROS Jointに指令値 Rvizで可視化 Gazebo リンクが動作 Joint角をROSへ フィードバック
- 15. @calm0815 3. 実際にやってみよう！ URDF側の内容（ROSに必要な情報） <robot name=“hoge”> <link name=“fuga”> ~~~ </link> <joint name=“fuga_joint”> ~~~ </joint> <transmission name=“foo”> <type>~~~</type> <joint>~~~</joint> <actuator>~~~</ actuator > </transmission> </robot> Using gazebo_ros_control with SDF instead of URDF： https://answers.ros.org/question/223196/using-gazebo_ros_control-with-sdf-instead-of-urdf/ ~Tips~ リンク機構のコントローラに “position_controllers::JointPositionController”が 使えなかった ➢ “effort_controllers::JointPositionController”は 使えた Position_controllersの場合， jointの応答が速すぎて，リンク機構が動けないのでは？ ➢ 明確な理由はよくわかってない ・・・ 補足①
- 16. @calm0815 3. 実際にやってみよう！補足② URDFの中身をSDFにそのままコピーできない！ ➢ URDFとSDFの間で，<link>と<joint>に含まれる<origin>の役割が異なる （個人的な）URDFの組み方 • <link>の<origin>はモデル原点に合わせてすべてゼロ • <joint>の<origin>には親リンクからみた子リンクのモデル原点位置を設定 SDFの組み方 • <static>をtrueにして、ロボットが動かないように設定 • <link>だけでロボットのパーツを配置 • <joint>の<origin>はすべてゼロ
- 17. @calm0815 3. 実際にやってみよう！ 本日紹介させていただいたロボットは，以下のGitリポジトリで管理しています • echo_bot_ros_pkg ➢ https://github.com/calm0815/echo_bot_ros_pkgs ✓ 定義したURDF ➢ https://github.com/calm0815/echo_bot_ros_pkgs/blob/master/echo_ bot_common/echo_bot_description/robots/echo_bot.urdf ✓ 定義したSDF ➢ https://github.com/calm0815/echo_bot_ros_pkgs/blob/master/echo_ bot_simulator/echo_bot_gazebo/models/echo_bot/model.sdf 今回の実装に関するご意見やPRなど 色々とご協力くださった方々ありがとうございました！！！ 今後ともよろしくです！！