RaspberryPi3にROSとRoomba用ROSモジュールをインストールして動かしてみる

はじめに

Raspberry Pi 3 に Ubuntu-16.04, ROS Kinetic をインストールして、サンプルを動かしてみました。

概要

• Ubuntu-16.04のインストール
• OSの初期設定
• ROS kineticのインストール
• roomba_500_seriesのインストール
• パッケージ作成
• 動かしてみる

手順

Ubuntu-16.04のインストール

ダウンロード＆解凍

参考：Raspberry Pi 2でUbuntu14.04を使う
参考：Mac OS X で Raspberry PiのOSイメージを焼く - @ledsun blog

下記よりUbuntu-16.04のイメージ（ubuntu-16.04-preinstalled-server-armhf+raspi3.img.xz）をダウンロード
ARM/RaspberryPi - Ubuntu Wiki

下記で解凍。

$ xz -dv ubuntu-16.04-preinstalled-server-armhf+raspi3.img.xz

SDカードの特定、焼き込み

diskutil listなどにより、SDカードを特定。今回は/dev/disk2

SDカードへ焼き込み。

$ diskutil unmountDisk /dev/disk2
$ sudo dd if=ubuntu-16.04-preinstalled-server-armhf+raspi3.img of=/dev/rdisk2 bs=1m

SSHで接続、初期設定

無線LAN設定

Roomba用RPiのIPアドレスは192.168.0.1に固定する想定。

$ sudo apt-get install -y wpasupplicant wireless-tools linunx-firmware
$ sudo vi /etc/network/interfaces.d/wlan.cfg
$ sudo vi /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
$ sudo vi /etc/default/networking
$ sudo ifup wlan0

/etc/network/interfaces.d/wlan.cfg

auto wlan0
allow-hotplug wlan0
iface wlan0 inet static
    address 192.168.0.1
    netmask 255.255.255.0  # 各自の環境に
    gateway 192.168.0.254  # 合わせて設定する
    wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

update_config=1
network={
    proto=WPA2
    key_mgmt=WPA-PSK
    pairwise=CCMP TKIP
    group=CCMP TKIP
    ssid="your_ssid"
    psk=**************** # 下記参照
}

/etc/default/networking

CONFIGURTE_INTERFACES=no

参考 パスフレーズの生成は下記の通り

$ sudo sh -c "wpa_passphrase your_ssid > /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"
# reading passphrase from stdin
pass_phrase
network={
    ssid="your_ssid"
    #psk="pass_phrase"
    psk=****************
}

ROSのインストール

参考：RaspberryPi3のUbuntu16.04LTSにROSのkineticをインストールする | GarretCafe

仮想マシン上で手軽にROSのサンプルを動かしてみるとほぼ同じ。

時刻設定

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y chrony ntpdate
$ sudo ntpdate ntp.nict.jp

ROSリポジトリと公開鍵を追加

$ sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
$ wget http://packages.ros.org/ros.key -O - | sudo apt-key add -

ROSインストール

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y ros-kinetic-ros-base # No GUI tools
$ sudo rosdep init
$ rosdep update
$ echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc
$ sudo apt-get install -y python-rosinstall

ワークスペースの設定

$ source /opt/ros/kinetic/setup.bash
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_init_workspace
$ cd ~/catkin_ws/
$ catkin_make
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

ROS環境設定

$ vi ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc

.bashrc

source /opt/ros/kinetic/setup.bash
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

export ROS_IP=192.168.0.1
export ROS_MASTER_URI=http://${ROS_IP}:11311
export DISPLAY=:0

alias cw='cd ~/catkin_ws'
alias cs='cd ~/catkin_ws/src'
alias cm='cd ~/catkin_ws && catkin_make'

roomba_500_seriesのインストール

参考：ROSでRoombaを動かす(catkin対応) - cryborgのRoboticsブログ
参考：catkin超入門（その３）・rosbuildパッケージを使う: 花岡ちゃんに花束を

リポジトリ：https://github.com/NetBUG/roomba_500_series

1回だとcatkin_makeとかcatkin_make installがfailedするけど、何度か繰り返し実行すると最終的に成功する。

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/NetBUG/cereal_port
$ git clone https://github.com/NetBUG/roomba_500_series
$ rosdep install cerial_port
$ rosdep install roomba_500_series
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ catkin_make install

パッケージの作成

パッケージ作成

$ cd ~/catkin_ws/src
$ catkin_create_pkg roomba rospy std_msgs

roslaunchファイルと操作プログラムの作成

roscoreは記載しなくても勝手に起動する。

$ roscd roomba
$ mkdir launch
$ mkdir scripts
$ vi launch/roomba.launch
$ vi scripts/sample.py

roomba.launch

<launch>
    <node pkg="roomba_500_series" name="roomba560_node" type="roomba560_node" />
</launch>

sample.py

#!/usr/bin/env python

import rospy
from geometry_msgs.msg import Twist

rospy.init_node("sample")

pub = rospy.Publisher("cmd_vel", Twist, queue_size=10)

while not rospy.is_shutdown():
    vel  = Twist()

    direction = raw_input("f: forward, b: backward, l: left, r: right, s: stop,  q: quit > ")

    if "f" in direction:
        vel.linear.x = +0.1

    if "b" in direction:
        vel.linear.x = -0.1

    if "l" in direction:
        vel.angular.z = +1.0

    if "r" in direction:
        vel.angular.z = -1.0

    if "s" in direction:
        vel.linear.x = 0.0
        vel.angular.z = 0.0

    if "q" in direction:
        break

    print vel

    pub.publish(vel)

実行権限をつける

$ roscd roomba_ctl/scripts
$ chmod 755 sample.py

catkin_make

$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make
$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

動かしてみる

roslaunch

$ roslaunch roomba roomba.launch

rostopicの直接送信

$ export ROS_IP=<自分のIPアドレス> # ifconfigで確認しておく
$ rostopic pub -1 cmd_vel geometry_msgs/Twist "[0, 0, 0]" "[0, 0, 0.1]" && rostopic pub -1 cmd_vel geometry_msgs/Twist "[0, 0, 0]" "[0, 0, 0]"

または下記（sample.pyから操作）

$ export ROS_IP=<自分のIPアドレス> # ifconfigで確認しておく
$ roscd roomba
$ ./sample.py