ROS2を勉強する時の備忘録です。
何番煎じだという感もありますが残しておきます。
こちらのRTさんの記事のままですが残していきます。
更新頻度はかなり遅いと思いますが、頑張って書いていきたいと思います。
流れは以下の感じです。
- カムロボでROS2するぞ 【環境構築】 ← 本記事
- カムロボでROS2するぞ 【まずはgpioだけでカムロボを動かす】
- カムロボでROS2するぞ 【ROS2化してみる】
構成
Raspberry PI 3B+
タミヤ カムロボ
ubuntu 20.04.02 64bit
OSのインストール
以下よりubuntu 20.04 のイメージをダウンロードし、SDに書き込みます。
自分はEtcherというソフトで書き込みました。
Raspberry PI にSDカードを挿入し起動するとログインのプロンプトが表示されます。
初期状態は、アカウントもパスワードもともに「ubuntu」です。
アカウント・パスワードを入力すると新しいパスワードの変更を求められるので、パスワードを新しくします。
ROS2のセットアップ
今入れるならfoxy かなということでfoxyを入れます。
手順は公式に従ってインストールします。
公式に手順だと、rosdepのインストールがされないので、できるように python3-rosdep もインストールしておきます。
なんでなくなったんだろう？入れなくてもいいってこと？
# set locale
locale # check for UTF-8
sudo apt update && sudo apt install -y locales
sudo locale-gen en_US en_US.UTF-8
sudo update-locale LC_ALL=en_US.UTF-8 LANG=en_US.UTF-8
export LANG=en_US.UTF-8
locale # verify settings
# setup sources
sudo apt update && sudo apt install -y curl gnupg2 lsb-release
curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add -
sudo sh -c 'echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture)] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(lsb_release -cs) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'
# install ROS2 foxy package
sudo apt update
sudo apt install -y ros-foxy-desktop python3-rosdep
sudo rosdep init
rosdep update
wifi の設定
こちらの記事を参考にnetplanでwifiの設定をします。
/etc/netplan/50-cloud-init.yaml は人間が触るファイルじゃないらしいです。
上記記事では、指定はしていないですが、systemd-networkd を指定するために
renderer に「networkd」を設定しています。
optinal はnetworkd のみがサポートしているらしいですが、どうも起動時にnetworkdが待たずにすぐに起動することができるようになるらしく、良さそうなのでtrue に設定しています。
99-config.yaml
network:
version: 2
renderer: networkd
wifis:
wlan0:
dhcp4: true
optional: true
access-points:
SSID:
password: "PASSWORD"
gpio 制御用にpigpio の設定
色々見ると、gpioを操作するにはpigpio が決定版のようです。
からあげ先生おすすめです。
上記記事では、apt でインストールできるとのことだったのですが、apt search で出てきたのが
pigpio じゃなかったので、ソースから入れました。
$ apt search pigpio
Sorting... Done
Full Text Search... Done
libpigpiod-if-dev/focal 1.68-4 arm64
Development headers for client libraries for Raspberry Pi GPIO control
libpigpiod-if1/focal 1.68-4 arm64
Client library for Raspberry Pi GPIO control (deprecated)
libpigpiod-if2-1/focal 1.68-4 arm64
Client library for Raspberry Pi GPIO control
pigpio-tools/focal 1.68-4 arm64
Client tools for Raspberry Pi GPIO control
python3-pigpio/focal 1.68-4 all
Python module which talks to the pigpio daemon (Python 3)
pigpio をソースからのインストール
ソースは以下の最新バージョン v79 をインストールしました。
手順は公式に書いてあるとおりに実施しました。
$ cd /tmp
$ curl -LO https://github.com/joan2937/pigpio/archive/v79.tar.gz
$ tar -zxvf v79.tar.gz
$ cd pigpio-80
$ make
$ make install
動作確認です。
※ 実行結果
$ pwd
/tmp/pigpio-79
$ sudo ./x_pigpio
Testing pigpio C I/F
pigpio version 79.
Hardware revision 10625154.
Mode/PUD/read/write tests.
TEST 1.1 PASS (set mode, get mode: 0)
TEST 1.2 PASS (set pull up down, read: 1)
TEST 1.3 PASS (set pull up down, read: 0)
TEST 1.4 PASS (write, get mode: 1)
TEST 1.5 PASS (read: 0)
TEST 1.6 PASS (write, read: 1)
PWM dutycycle/range/frequency tests.
TEST 2.1 PASS (set PWM range, set/get PWM frequency: 10)
TEST 2.2 PASS (get PWM dutycycle: 0)
TEST 2.3 PASS (set PWM dutycycle, callback: 0)
TEST 2.4 PASS (get PWM dutycycle: 128)
TEST 2.5 PASS (set PWM dutycycle, callback: 40)
TEST 2.6 PASS (set/get PWM frequency: 100)
TEST 2.7 PASS (callback: 400)
TEST 2.8 PASS (set/get PWM frequency: 1000)
TEST 2.9 PASS (callback: 4000)
TEST 2.10 PASS (get PWM range: 255)
TEST 2.11 PASS (get PWM real range: 200)
TEST 2.12 PASS (set/get PWM range: 2000)
TEST 2.13 PASS (get PWM real range: 200)
PWM/Servo pulse accuracy tests.
TEST 3.1 PASS (get servo pulsewidth: 500)
TEST 3.2 PASS (set servo pulsewidth: 40000)
TEST 3.3 PASS (get servo pulsewidth: 1500)
TEST 3.4 PASS (set servo pulsewidth: 13333)
TEST 3.5 PASS (get servo pulsewidth: 2500)
TEST 3.6 PASS (set servo pulsewidth: 8000)
TEST 3.7 PASS (set/get PWM frequency: 1000)
TEST 3.8 PASS (set PWM range: 200)
TEST 3.9 PASS (get PWM dutycycle: 20)
TEST 3.10 PASS (set PWM dutycycle: 200)
TEST 3.11 PASS (get PWM dutycycle: 40)
TEST 3.12 PASS (set PWM dutycycle: 400)
TEST 3.13 PASS (get PWM dutycycle: 60)
TEST 3.14 PASS (set PWM dutycycle: 600)
TEST 3.15 PASS (get PWM dutycycle: 80)
TEST 3.16 PASS (set PWM dutycycle: 800)
Pipe notification tests.
TEST 4.1 PASS (notify open/begin: 0)
TEST 4.2 PASS (notify pause: 0)
TEST 4.3 PASS (notify close: 0)
TEST 4.4 PASS (sequence numbers ok: 1)
TEST 4.5 PASS (gpio toggled ok: 1)
TEST 4.6 PASS (number of notifications: 80)
Waveforms & serial read/write tests.
TEST 5.1 PASS (callback, set mode, wave clear: 0)
TEST 5.2 PASS (pulse, wave add generic: 4)
TEST 5.3 PASS (wave tx repeat: 9)
TEST 5.4 PASS (callback: 50)
TEST 5.5 PASS (wave tx stop: 0)
TEST 5.6 PASS (serial read open: 0)
TEST 5.7 PASS (wave clear, wave add serial: 3405)
TEST 5.8 PASS (wave tx start: 6811)
TEST 5.9 PASS (NOT APPLICABLE: 0)
TEST 5.10 PASS (NOT APPLICABLE: 0)
TEST 5.11 PASS (wave tx busy, serial read: 0)
TEST 5.12 PASS (serial read close: 0)
TEST 5.13 PASS (wave get micros: 6158148)
TEST 5.14 PASS (wave get high micros: 6158148)
TEST 5.15 PASS (wave get max micros: 1800000000)
TEST 5.16 PASS (wave get pulses: 3405)
TEST 5.17 PASS (wave get high pulses: 3405)
TEST 5.18 PASS (wave get max pulses: 12000)
TEST 5.19 PASS (wave get cbs: 6810)
TEST 5.20 PASS (wave get high cbs: 6810)
TEST 5.21 PASS (wave get max cbs: 25016)
TEST 5.22 PASS (wave create pad, count==1, wid==: 0)
TEST 5.23 PASS (wave create pad, count==2, wid==: 1)
TEST 5.24 PASS (delete wid==0 success: 0)
TEST 5.25 PASS (No more CBs using wave create: -67)
TEST 5.26 PASS (wave create pad, count==3, wid==: 0)
TEST 5.27 PASS (wave chain [1,0]: 0)
TEST 5.28 PASS (callback count==: 5)
Trigger tests
TEST 6.1 PASS (gpio trigger count: 5)
TEST 6.2 PASS (gpio trigger pulse length: 150)
Watchdog tests.
TEST 7.1 PASS (set watchdog on count: 39)
TEST 7.2 PASS (set watchdog off count: 0)
Bank read/write tests.
TEST 8.1 PASS (read bank 1: 0)
TEST 8.2 PASS (read bank 1: 33554432)
TEST 8.3 PASS (clear bank 1: 0)
TEST 8.4 PASS (set bank 1: 1)
TEST 8.5 PASS (read bank 2: 0)
TEST 8.6 PASS (clear bank 2: 0)
TEST 8.7 PASS (NOT APPLICABLE: 0)
TEST 8.8 PASS (set bank 2: 0)
TEST 8.9 PASS (NOT APPLICABLE: 0)
Script store/run/status/stop/delete tests.
TEST 9.1 PASS (store/run script: 100)
TEST 9.2 PASS (run script/script status: 201)
TEST 9.3 PASS (run/stop script/script status: 110)
TEST 9.4 PASS (delete script: 0)
大丈夫なようなので、デーモンで動かしてテストします。
※ 実行結果
$ sudo pigpiod
$ ./x_pigpiod_if2
Testing pigpiod C I/F 2
pigpio version 79.
Hardware revision 10625154.
Mode/PUD/read/write tests.
TEST 1.1 PASS (set mode, get mode: 0)
TEST 1.2 PASS (set pull up down, read: 1)
TEST 1.3 PASS (set pull up down, read: 0)
TEST 1.4 PASS (write, get mode: 1)
TEST 1.5 PASS (read: 0)
TEST 1.6 PASS (write, read: 1)
TEST 1.7 PASS (pigpio_start with non-default arguments: 31)
PWM dutycycle/range/frequency tests.
TEST 2.1 PASS (set PWM range, set/get PWM frequency: 10)
TEST 2.2 PASS (get PWM dutycycle: 0)
TEST 2.3 PASS (set PWM dutycycle, callback: 0)
TEST 2.4 PASS (get PWM dutycycle: 128)
TEST 2.5 PASS (set PWM dutycycle, callback: 40)
TEST 2.6 PASS (set/get PWM frequency: 100)
TEST 2.7 PASS (callback: 400)
TEST 2.8 PASS (set/get PWM frequency: 1000)
TEST 2.9 PASS (callback: 4000)
TEST 2.10 PASS (get PWM range: 255)
TEST 2.11 PASS (get PWM real range: 200)
TEST 2.12 PASS (set/get PWM range: 2000)
TEST 2.13 PASS (get PWM real range: 200)
PWM/Servo pulse accuracy tests.
TEST 3.1 PASS (get servo pulsewidth: 500)
TEST 3.2 PASS (set servo pulsewidth: 40000)
TEST 3.3 PASS (get servo pulsewidth: 1500)
TEST 3.4 PASS (set servo pulsewidth: 13333)
TEST 3.5 PASS (get servo pulsewidth: 2500)
TEST 3.6 PASS (set servo pulsewidth: 8000)
TEST 3.7 PASS (set/get PWM frequency: 1000)
TEST 3.8 PASS (set PWM range: 200)
TEST 3.9 PASS (get PWM dutycycle: 20)
TEST 3.10 PASS (set PWM dutycycle: 200)
TEST 3.11 PASS (get PWM dutycycle: 40)
TEST 3.12 PASS (set PWM dutycycle: 400)
TEST 3.13 PASS (get PWM dutycycle: 60)
TEST 3.14 PASS (set PWM dutycycle: 600)
TEST 3.15 PASS (get PWM dutycycle: 80)
TEST 3.16 PASS (set PWM dutycycle: 800)
Pipe notification tests.
TEST 4.1 PASS (notify open/begin: 0)
TEST 4.2 PASS (notify pause: 0)
TEST 4.3 PASS (notify close: 0)
TEST 4.4 PASS (sequence numbers ok: 1)
TEST 4.5 PASS (gpio toggled ok: 1)
TEST 4.6 PASS (number of notifications: 80)
Waveforms & serial read/write tests.
TEST 5.1 PASS (callback, set mode, wave clear: 0)
TEST 5.2 PASS (pulse, wave add generic: 4)
TEST 5.3 PASS (wave tx repeat: 9)
TEST 5.4 PASS (callback: 50)
TEST 5.5 PASS (wave tx stop: 0)
TEST 5.6 PASS (serial read open: 0)
TEST 5.7 PASS (wave clear, wave add serial: 3405)
TEST 5.8 PASS (wave tx start: 6811)
TEST 5.9 PASS (callback: 0)
TEST 5.10 PASS (wave tx busy, callback: 1702)
TEST 5.11 PASS (wave tx busy, serial read: 0)
TEST 5.12 PASS (serial read close: 0)
TEST 5.13 PASS (wave get micros: 6158148)
TEST 5.14 PASS (wave get high micros: 6158148)
TEST 5.15 PASS (wave get max micros: 1800000000)
TEST 5.16 PASS (wave get pulses: 3405)
TEST 5.17 PASS (wave get high pulses: 3405)
TEST 5.18 PASS (wave get max pulses: 12000)
TEST 5.19 PASS (wave get cbs: 6810)
TEST 5.20 PASS (wave get high cbs: 6810)
TEST 5.21 PASS (wave get max cbs: 25016)
TEST 5.22 PASS (wave create pad, count==1, wid==: 0)
TEST 5.23 PASS (wave create pad, count==2, wid==: 1)
TEST 5.24 PASS (delete wid==0 success: 0)
TEST 5.25 PASS (No more CBs using wave create: -67)
TEST 5.26 PASS (wave create pad, count==3, wid==: 0)
TEST 5.27 PASS (wave chain [1,0]: 0)
TEST 5.28 PASS (callback count==: 5)
Trigger tests.
TEST 6.1 PASS (gpio trigger count: 5)
TEST 6.2 PASS (gpio trigger pulse length: 150)
Watchdog tests.
TEST 7.1 PASS (set watchdog on count: 39)
TEST 7.2 PASS (set watchdog off count: 0)
Bank read/write tests.
TEST 8.1 PASS (read bank 1: 0)
TEST 8.2 PASS (read bank 1: 33554432)
TEST 8.3 PASS (clear bank 1: 0)
TEST 8.4 PASS (set bank 1: 1)
TEST 8.5 PASS (read bank 2: 0)
TEST 8.6 PASS (clear bank 2: 0)
TEST 8.7 PASS (clear bank 2: -42)
TEST 8.8 PASS (set bank 2: 0)
TEST 8.9 PASS (set bank 2: -42)
Script store/run/status/stop/delete tests.
TEST 9.1 PASS (store/run script: 100)
TEST 9.2 PASS (run script/script status: 201)
TEST 9.3 PASS (run/stop script/script status: 410)
TEST 9.4 PASS (delete script: 0)
バッチリ動作しています。
pigpio をsystemdに登録
システムが起動したときに自動的に起動するようにsystemdに登録します。
こちらの記事を参考させていただきました。
以下のようなファイルを生成します。
※ 追記 2021-03-25 pigpiod の引数の -l はlocalhost only で外しました
/etc/systemd/system/pigpiod.service
[Unit]
Description=Daemon required to control GPIO pins via pigpio
[Service]
# ExecStart=/usr/local/bin/pigpiod -l -m #Disable alerts
ExecStart=/usr/local/bin/pigpiod -m #Disable alerts
ExecStop=/bin/systemctl kill pigpiod
Type=forking
[Install]
WantedBy=multi-user.target
ファイルが生成できたら、以下のコマンドを実行しデーモンを起動させます。
$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl restart pigpiod
デーモンが起動していることを確認します。
$ sudo systemctl status pigpiod
● pigpiod.service - Daemon required to control GPIO pins via pigpio
Loaded: loaded (/etc/systemd/system/pigpiod.service; enabled; vendor preset: enabled)
Active: active (running) since Mon 2021-03-15 15:21:51 UTC; 3min 23s ago
Process: 1655 ExecStart=/usr/local/bin/pigpiod -l -m #Disable alerts (code=exited, status=0/SUCCESS)
Main PID: 1662 (pigpiod)
Tasks: 3 (limit: 974)
CGroup: /system.slice/pigpiod.service
└─1662 /usr/local/bin/pigpiod -l -m #Disable alerts
Mar 15 15:21:51 ubuntu systemd[1]: Starting Daemon required to control GPIO pins via pigpio...
Mar 15 15:21:51 ubuntu systemd[1]: Started Daemon required to control GPIO pins via pigpio.
デーモンが起動したことが確認できたところで、自動起動するように下記コマンドを実行します。
$ sudo systemctl enable pigpiod
再起動し、statusを確認し activeになっていれば完了です。
とりあえずはこれで環境は揃ったはずなので、次回よりカムロボを動かすようにしていこうと思います。
長くなりましたが、ここまでお付き合いしていただきありがとうございます。
追記 2021-03-25
raspberry pi にubuntuを乗せると、どうもデフォルトで省電力モードがonになっているようです。
そのため、調べごととかしているうちにwifiに接続できなくなってしまうため省電力モードを無効化します。
省電力の無効化
以下よりまずパッケージをインストールします。
※ wireless-tools はiwconfigで状態を見るためだけに入れてます。
$ sudo apt install -y wireless-tools pm-utils
無効化する前のwlan0の状態を見ると有効(Power Management:on)になっています。
$ iwconfig
lo no wireless extensions.
wlan0 IEEE 802.11 ESSID:""
Mode:Managed Frequency:2.442 GHz Access Point:
Bit Rate=72.2 Mb/s Tx-Power=31 dBm
Retry short limit:7 RTS thr:off Fragment thr:off
Power Management:on
Link Quality=70/70 Signal level=-28 dBm
Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0
Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0
eth0 no wireless extensions.
以下のコマンドで省電力化を無効にします。
$ sudo pm-powersave false
省電力化が無効(Power Management:off) になっていることが確認できます。
これで放っておいてもwifi が切れるということが防止できるはず。。。
$ iwconfig
lo no wireless extensions.
wlan0 IEEE 802.11 ESSID:""
Mode:Managed Frequency:2.442 GHz Access Point:
Bit Rate=72.2 Mb/s Tx-Power=31 dBm
Retry short limit:7 RTS thr:off Fragment thr:off
Power Management:off
Link Quality=70/70 Signal level=-28 dBm
Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0
Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0
eth0 no wireless extensions.