micro-ROSチュートリアル｜ホストPC・マイコン間 ping-pong #ROS

micro-ROS のチュートリアルを進め、ホスト PC と STM マイコン間で ping-pong をするまでの記事です。
なるべく docker を利用していますので、手っ取り早く sample を動かしたい方向けです。
詳細は公式のチュートリアル(参考[1])をご覧ください。

記事は 3 つに分けて投稿します。本記事は 3 記事目になります。

本記事はホスト PC 用の ws 上で書かれた ping_pong ノードを STM マイコン用の ws へ移植し、
ホスト PC と STM マイコン間で ping-pong させます。

環境

ホスト PC：Ubuntu 18.04.4 LTS
対象ボード：STM32 Nucleo-144 開発ボード NUCLEO-F767ZI

前提

ホストPC・マイコン間 pubsub を済ませており、
設定済みの nuttx_nucleo-144_f767-netnsh がある状態を前提としています。

設定

ホスト PC 用の作業ディレクトリ(ws)の用意

host 用の ws を docker コンテナからコピーしてきます。

$ docker run -it --rm --name uros_host microros/micro-ros-demos:dashing /bin/bash
$ ## 別ターミナルで以下を実行。コピーが完了したらコンテナは終了させて良い。

$ cd ~/uros_ws
$ docker cp uros_host:/uros_ws nuttx_host

次回以降は nuttx_host を編集し、コンテナ起動時は nuttx_hostをマウントさせて使います。

$ docker run -it --rm --net=host -v ~/uros_ws/nuttx_host:/uros_ws \
     --name uros_host microros/micro-ros-demos:dashing /bin/bash

ping_pong プログラムの移植

移植済みのリポジトリを用意してあります。
詳細はコミットログをご覧ください。

以下、移植済みリポジトリを使用方法です

$ cd /uros_ws/firmware/apps/
$ git remote set-url origin https://github.com/hsgwa/micro-ROS-apps.git && git pull origin dashing

移植作業

（移植済みリポジトリを pull した際は読み飛ばして頂いて大丈夫です）

ホスト用の ws とマイコン用の ws でソースコードの置き場所が異なります。

$ ls nuttx_host/src/uros/micro-ROS-demos/rcl/ping_pong/ # nuttx_host の ping_pong
$ ls nuttx_nucleo-144_f767-netnsh/firmware/apps/examples/ # 追加先

まずは、ホスト用の ping_pong のソースコードをコピー。

$ cp -r nuttx_host/src/uros/micro-ROS-demos/rcl/ping_pong \
        nuttx_nucleo-144_f767-netnsh/firmware/apps/examples/
# CMakeLists.txt は使いません。

publisher サンプルを参考に、以下のファイルを追加します。
変更内容はコミットログ参照。

Makefile
Kconfig
Make.defs

main 関数の宣言部のみ変更を加えます。

#if defined(BUILD_MODULE)
int main(int argc, char *argv[])
#else
int ping_pong_main(int argc, char* argv[])
#endif

カーネルの設定

ping_pong を実行可能なプログラムとして追加します。

$ docker run -it --rm --privileged -v ~/uros_ws/nuttx_nucleo-144_f767-netnsh:/uros_ws \
  --name uros_nuttx_nucleo-144_f767-netnsh uros_nucleo-144_f767-netnsh:dashing
$ ros2 run micro_ros_setup configure_firmware.sh f767-netnsh # config の再作成
$ cd /uros_ws/firmware/NuttX
$ make menuconfig
Application Configuration > Examples > microROS PingPong # PingPong の有効

ビルド＆書き込み

$ cd /uros_ws
$ ros2 run micro_ros_setup build_firmware.sh
$ openocd -f board/st_nucleo_f7.cfg -c "program firmware/NuttX/nuttx.bin exit 0x08000000"

実行

エージェントの起動

$ docker run -it --rm --net=host --name uros_agent microros/micro-ros-agent:dashing udp4 --port 8888

ホスト PC の ping_pong プログラムの起動

ping_pong サンプルがビルド済みの micro-ros-demos イメージを使用します。

$ docker run -it --rm --net=host --name uros_nuttx_host \
     microros/micro-ros-demos:dashing ros2 run micro_ros_demos_rcl ping_pong

nuttx_host 内に変更を加えた場合はビルドしてから実行してください。

$ docker run -it --rm --net=host -v ~/uros_ws/nuttx_host:/uros_ws \
    --name uros_nuttx_host --name uros_host microros/micro-ros-demos:dashing /bin/bash
$ ros2 run micro_ros_setup build_firmware.sh
$ ros2 run micro_ros_demos_rcl ping_pong

nshからping_pongを起動

$ sudo minicom -D /dev/ttyACM0
nsh> ping_pong

実行結果

上が agent、左下がホスト ping_pong、右下がマイコンping_pong(nsh)です。
マイコン ping_pong の起動直後、ホストとマイコンの両方が pong を返しています。

今回は Ethernet を使用してますが、 serial を使用する際はビルド時にエラーになります。（2020/07/24現在）
~~github の issue に同様のエラーが報告されているので、その内解決されそうです。~~
rmw_init.cにfcntl.hとtermios.hをincludeすることで回避できるとのことです。(コミットログ)
nuttx olimex-stm32-h407 Build using serial protocol · Issue #142

Foxy migration の進み具合や embedded WG での議論内容など、
気になる方は以下もチェックしておくと良さそうです。