モチベ
初投稿になります。あるきっかけでrosを勉強しているうちに実際にモノを動かしてみたくなりました。
2年前くらいに買って挫折したドローンの作成キットがあったので、これのフライトコントローラを使用せず、mbedで制御をして、それらしいものを作るのが目標です。
mbedは1年前くらいにやっていた学生プロジェクトで使ったことがあり、rosとの通信もサポートされているという理由から使いました。
バージョン管理にも慣れたいので、gitを使います。
本格的なロボットの開発経験がなかったので、これを作ることを通じていろいろ身につけたいと思っています。
拙い文章ですが誰かのお役に立てたら嬉しいです。
目的
- gitに慣れる
- rosに慣れる
- センサの通信や無線、シリアル通信など一通り経験する
- 姿勢制御の実装を経験する
などです。また増えたり減ったりするかもです。
環境
- ubuntu 18.04
- ros melodic
- mbed LPC1768
※ドローンを操作するコントローラーとしてps3コントローラを使います。
環境構築
rosとmbedの環境構築を行います。
ros
いっぱいある記事やチュートリアルを見てインストール
特にこの記事を参考にさせていただきました。
mbedとros
公式のチュートリアル通りにインストール
オフラインコンパイルの方でやりました
mbedでpublishされたhelloworldをpcで見る
~/catkin_ws/src/rosserial/rosserial_mbed/src/examples/HelloWorld
のコンパイルを行う。
LPC1768しか使わないのでmakefileを以下のように修正します。
修正前
DEVICES := LPC1768 KL25Z NUCLEO_F401RE
修正後
DEVICES := LPC1768
makefileをこのようにしておかないと、後々、mbedのピンを指定するときにコンパイルエラーになってしまいます。修正後makeし、バイナリをmbedにコピーします。
別ターミナルで
roscore
デバイスの権限を変更します。デバイスは適宜読み替えます。
sudo chmod a+rw /dev/ttyACM0
mbedとシリアル通信を開始します。
rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyACM0
mbedからのpublishを確認します。
rostopic echo chatter
ターミナルにhello_worldが表示されればokです。
mbedにpublishする
pc側から値をいじれるように(デューティー比など)雛形を作ります。
# include "mbed.h"
# include <ros.h>
# include <geometry_msgs/Pose2D.h>
# include <std_msgs/Float32.h>
# include <std_msgs/UInt32.h>
# define PERIOD 20
ros::NodeHandle nh;
std_msgs::Float32 duty;
ros::Publisher pub("now_duty", &duty);
DigitalOut led1 = LED1;
DigitalOut led2 = LED2;
void update_duty(const std_msgs::Float32& input_duty)
{
duty.data = input_duty.data; // &input_duty だとダメ？？？
pub.publish(&duty); // &input_duty だとダメ？？？
led1 = !led1;
}
ros::Subscriber<std_msgs::Float32> sub("input_duty", &update_duty);
int main()
{
nh.initNode();
nh.advertise(pub);
nh.subscribe(sub);
while(1)
{
nh.spinOnce();
wait_ms(10);
led2 = !led2;
}
}
makeしてmbedに書き込みます。
その後mbedとのシリアル通信を開始します。
roscore
rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyACM0
mbedからのpublishを確認する準備をします。
rostopic echo now_duty
pcからmbedに値をpublishします。
rostopic pub input_duty std_msgs/Float32 '0.01'
これでrostopic echo しているターミナルに0.01が表示されるはずですが、10回に8回くらいの頻度でコールバック関数が呼ばれなくなる不具合が発生しました。
https://groups.google.com/g/ros-japan-users/c/En428bXdCRk
↑によるとメモリ関係のエラーの可能性があるようです。
https://qiita.com/motoms/items/c81d85b2e7967a780eb9
↑によるとros.hでnodehandleのメモリの設定を変更できるようなので確認してみました。
~/ros/lib/ros_lib/ros.h(43行目)
修正前
typedef NodeHandle_<MbedHardware> NodeHandle;
修正後
typedef NodeHandle_<MbedHardware, 25, 25, 2048, 2048> NodeHandle;
}
デフォルトは左から、 25, 25, 512, 512です。
これで毎回コールバック関数が呼ばれるようになりました。
またこの記事にbaud_rateは高いほうが良いと書かれていたので、baud_rateをmaxにして同じように通信ができるかを確認しました。
ここによるとmbedの最大ボードレートは921600らしいです。
~/ros/lib/ros_lib/MbedHardware.h MbedHardwareクラスのコンストラクタでボードレートとピンの設定ができるっぽいです。
class MbedHardware {
public:
MbedHardware(PinName tx, PinName rx, long baud = 57600)
:iostream(tx, rx){
baud_ = baud;
t.start();
}
MbedHardware()
:iostream(USBTX, USBRX) {
//baud_ = 57600;
baud_ = 921600;
t.start();
}
(以下略)
とりあえず今はusb接続しているので、引数なしコンストラクタのbaud_を921600に変更しました。
将来的にはxbeeで無線シリアル通信を行うので、引数ありコンストラクタを使えば良さそうです。
修正後makeし直して、
roscore
rosrun rosserial_python serial_node.py _port:=/dev/ttyACM0 _baud:=921600
rostopicで通信できることを確認しました。
これでps3コントローラでmbedに入力を行う準備ができました。
次回はgitにバージョン管理ができるディレクトリを作製してみます。
ここまでお読み頂きありがとうございました。