GR-ROSE でroombaをコントロールする

GR-ROSE プロデューサーミーティング (作品発表会)での発表資料です。

http://gadget.renesas.com/ja/event/2018/pm_rose2.html

Transcript

1. GR-ROSE でroombaを コントロールする - 2018 X’mas version - 2018.11.10 GR-ROSE作品発表会 るぅて(@lutecia16v)
2. Why GR-ROSE GR-ROSE arduino ESP32 Raspberry pi Motor control ◎ 〇 〇 △ Network ◎ Ethernet / WiFi ✖ 〇 WiFi ◎ Ethernet / WiFi multitask 〇 ✖ 〇 ◎ ROS 〇 (DDS-XRCE) ✖ △ (ROS Serial) ◎ Low Power 〇 ◎ 〇 ✖
3. Why ROS - 期待するもの 強力なフレームワークとツール群が利用可能に！ For Navigation For Robot For simulation Navigation Stack Others rqt rosconsole roslaunch Robot Web Tools
4. 予定と結果（理想と現実） 【最初】KONDO ICSｻｰﾎﾞ × 6の 　垂直多関節をROS(MoveIt!)で制御したい！ 【結果】Roombaを制御 ROS環境の構築 未完了
5. 予定と結果（理想と現実） 【最初】KONDO ICSｻｰﾎﾞ × 6の 　垂直多関節をROS(MoveIt!)で制御したい！ Arduinoで作ってみた際の課題 ・1軸/2軸のトルク(電流値？）不足 　　⇒RS485の高トルクサーボ導入 ・Joint制御 　　⇒IK, Joint Trajectory Action対応 ＝ ROS対応 ・サーボモータ制御 　　⇒各パラメータの調査と調整 ・各軸への同時制御メッセージ送信 　　⇒制御線をわける or フタバサーボへ変更
6. ROSの活用 J1 J2 J3 J4 J5 J6 P(x, y, z, Δz, Δy, Δz)※ P’(x’, y’, z’, Δz’, Δy’, Δz’) P(J1, J2, J3, J4, J5, J6) ①先端の位置情報をジョイント座標に変換 　　⇒IK(Inverse kinematics) ②移動先への経路(PATH)を生成 　　⇒Planning path ③経路情報を通知 　　⇒Joint Trajectory Action ④経路情報を元にモータを制御 　　⇒GR-ROSEのお仕事 ※注)ROSは標準でクオータニオンを使用 ROS (MoveIt!) ROS (MoveIt!) ROS (MoveIt!) ⇒ P’(J1’, J2’, J3’, J4’, J5’, J6’) 実際の制御にはこれに速度 /加速度情報が必要
7. ROSの活用（自動運転の場合） 移動計画 ナビゲーション 自己位置推定 地図管理 ハード制御 地図生成 ↑ GR-ROSEのお仕事 ROSを活用
8. さて本題
9. Roombaとサーボモータを、 　　GR-ROSEを使ってPCから制御します ESP8266 TCPServer
10. RoombaとGR-ROSEとの接続 ミニDIN 8pin : RXD, TXD, GND x 2, Vpwr, BRC(未使用)を引き出し 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⇒ Serial1と電源に接続
11. Roombaの制御 “iRobot Roomba 600 Open Interface Spec”を使用してシリアル通信で制御 　https://www.irobotweb.com/~/media/MainSite/PDFs/About/STEM/Create/iRobot_Roomba_600_Open_Interface_Spec.pdf 機能 opcode 説明 Start 128 Roombaの制御開始 Safe 131 Roombaの制御モード設定 Full 132 Roombaの制御モード設定 Reset 7 Roomba制御のリセット Stop 173 Roomba制御の終了 機能 opcode 説明 Drive 137 Velocity 500～500(mm/s) Radius -2000～2000(mm) Drive direct 145 右輪/左輪ごとに-500～500(mm/s) Drive PWM 146 右輪/左輪ごとに-255～255の値 LEDs 139 各LEDの制御 Song 140 音の再生 ※各センサーの通知機能は未実装
12. ハードウェア構成 デバイス 型番 I/F 補足 サーボモータ MG996R A1 ２つ繋いでみたが電流不足 Roomba ルンバ622 Serial1 電源もルンバから取得 OLED aitendo M096P4BL Wire(I2C) ESP8266と同時で動作せず →解決してくださいました
13. disconnect TCPサーバの実装 ESP8266 TCPServer $ python client.py >> d, 100, 0 d,100,0 >> m,100 m,100 >> s s >> c 【コマンド】 　d: roombaのDirectコマンドを実行 　m: サーボモータの動作実行 　s: roombaの停止 　c: 通信切断（終了） connect d,100,0 ・ ・ ・ ✖
14. ちなみにROSなら ESP8266 ROS topic : geometry_msg/Twist 課題：LiDARへの対応
15. あじけないので、100均グッズで装飾