厂濒补尘実习
- 2. 2 2 資料 ? 「WEBページ」フォルダのHTMLファイルを開く – チュートリアル(SLAM実習) _ OpenRTM-aist.html ? もしくは以下のリンク – https://openrtm.org/openrtm/ja/node/7098
- 3. 移動ロボットの制御 3 デッドレコニング (Dead Reckoning): 車輪のエンコーダや ジャイロ等内界センサのみ利用す る自己位置を推定手法。誤差が蓄 積するため長時間使用できない。 オドメトリ(Odometry) と呼ばれ ることもある。 ナビゲーション(Navigation): 現 在位置を推定しながらロボットを目 的地まで移動させること。 内界センサ：車輪の角速度やジャ イロ等ロボットの内部の情報を計 測するセンサ 外界センサ：レーザーや音波、カ メラ、GPS等ロボットの外部の情 報を取得するセンサ SLAM (スラムと読む、 Simultaneous Localization and Mapping) ：外界センサを 用いて、ロボット周辺のマップを 作成しながら同時に自己位置も推 定する技術。センサには、レーザ ー（2次元、3次元）やカメラ、音 波などが用いられる。相対位置を 比較的安定的に推定できる。 パスプランニング (Path Planning) ：与えられたマップ上 で、現在位置から目的地までの経路 を計画する方法。 自己位置推定 (Localization, ロ ーカリゼーション、ローカライゼ ーション) ：種々のセンサを利用 し、ロボットの現在の位置を推定 する技術。移動ロボットを制御す るために最も基本的かつ必要とさ れる技術。
- 4. ? SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) – 「自己位置推定とマッピングの同時実行」 ? SLAM=「スラム」と読む – 外界センサを用いて、ロボット周辺のマップを作 成しながら同時に自己位置も推定する技術。 – センサには、レーザー（2次元、3次元）やカメラ、 音波などが用いられる。 – 相対位置を比較的安定的に推定できる。 4 外界の情報を利用するので、オドメトリとは異なり誤差が蓄積せず、 大域的に自己位置を正確に推定できる SLAMとは？
- 5. ? MRPT：Mobile Robot Programming Toolkit – https://www.mrpt.org/ – 本講習会で使用するライブラリ – 様々なSLAMアルゴリズム、マップ形式を包含し たSLAMライブラリ集 – ここでは、2Dレーザセンサを利用したアルゴリズ ムを仕様 5 SLAMライブラリ
- 6. ? LiDAR – レーザー測距センサ – レーザ光を発し対象物まで の距離を測定反るセンタ – RasPiMouseに搭載してい るものは、全方向、2次元的 に計測可能 ? ※小さなチャック付き袋に、LiDAR固 定用ねじが2本入っていますので走ら せるとき固定してください。 ? 無くさないよう注意してください 6 LiDAR =Laser Imaging Detection and Ranging LiDAR搭載版RaspberryPiマウス
- 7. ? 以下の部品を組み立てます。 ? 一旦Raspberry Piをシャットダウンしてバッテリー(もしく は電源ケーブル)を取り外した状態で作業してください – RaspberryPiのシャットダウンは真ん中のボタンを3秒ほど押し て30秒ほど待つ。その後スイッチをオフにする。 7 LiDARの取り付け タッピングビス Raspberry Piマウス LiDAR
- 8. ? Raspberry Piマウス底面のねじをはずす ? スペーサーを回して外す 8 LiDARの取り付け 基盤部分をフレームごとずらす
- 10. ? LiDARをRaspberry Piマウスの上部分に載せる ? LiDARとRaspberryPiマウスをビスで固定する 10 LiDARの取り付け
- 12. ? 外したパーツを戻せば完成 ? ※危ないのでLiDARの土台部分を持たないようにしてください。 ? LiDARの取り付け作業が完了したら、RaspberryPiの電源スイッチをオン にしてアクセスポイントに接続してください。 12 LiDARの取り付け この部分を持って運ばないようにする。
- 13. 13 作業手順 1. 地図作成 (Mapper) 2. 自己位置推定 (Localization) 3. 経路生成?移動 (Navigation) 地図作成を行う。地図作成に必要な右 のコンポーネントを起動し接続、ジョ イスティックでRasPiMouseを移動さ せ、環境をLiDARで計測し、地図を作 成する。 地図の作成が完了したら、システム構 成を変更し、自己位置推定を自動的に 行う構成に変更する。 経路生成と移動を行うコンポーネント を新たに起動し、地図内に適当な目的 位置を指定、現在の場所から、目的位 置までの経路を生成、移動ロボットを 移動させる。
- 14. 地図作成実習 14
- 15. 15 作業内容
- 16. ? NavigationManagerの起動 – RTM_Tutorial.zipを展開したフォルダ内のNavigationフォ ルダ – 以下のバッチファイル(シェルスクリプト)を実行する ? NavigationManager.bat(Windows) ? NavigationManager.sh(Ubuntu) – 以下のGUIが起動する。 16 RTCの起動、ポートの接続
- 17. ? Mapperシステムの起動 – WEBブラウザでMapperのStartボタンを押す – ネームサーバーに以下のRTCが登録されている状態になる ? Mapper_MRPT0 ? RaspberryPiMouseRTC0 ? RPLiderRTC0 ? NavigationManager0 17 RTCの起動、ポートの接続
- 18. ? Mapperシステムの起動 – RTCの起動を確認したら「Back to the top page.」を押す – ポートの接続 ? WEBブラウザからMapperのConnectボタンを押す。 18 RTCの起動、ポートの接続
- 19. ? NavigationManagerのポートを接続する 19 RTCの起動、ポートの接続 コンポーネント名 ポート名 コンポーネント名 ポート名 NavigationManager0 mapperService Mapper_MRPT0 gridMapper NavigationManager0 currentPose Mapper_MRPT0 estimatedPose NavigationManager0 targetVelocity RaspberryPiMouseRTC0 target_velocity_in NavigationManager0 range RPLiderRTC0 range
- 20. ? RTCをアクティブ化する ? Raspberry Piマウスのモーター電源をオンにする – 2つのトグルスイッチのうちの外側のスイッチ 20 システムの実行
- 21. ? NavigationManagerのStart Mappingボタンを押す。 ? ジョイスティックパネルを操作することでRaspberry Piマウスが 移動し地図生成を行う。 21 システムの実行 かなりゆっくり動かさないと上手く 地図作成できません。 Velocity Xを下げる(スライダーを左 に動かす)ことで調整してください。
- 22. ? NavigationManagerのStop Mappingボタンを押す。 ? NavigationManagerのSave Mappingボタンを押す。 22 システムの終了
- 24. ナビゲーション実習 24
- 25. 25 作業内容
- 26. ? MapServerの起動(Navigationフォルダ) – 以下のバッチファイル(シェルスクリプト)を実行する ? MapServer.bat(Windows) ? MapServer.sh(Ubuntu) ? PathPlanシステムの起動 – WEBブラウザでPathPlanのStartボタンを押す 26 RTCの起動、ポートの接続
- 27. ? PathPlanシステムの起動 – ネームサーバーに以下のRTCが登録されている状態になる ? Localization_MRPT0 ? PatgPanner_MRPT0 ? RaspberryPiMouseRTC0 ? RPLiderRTC0 ? SimplePathFollower0 ? MapServer0 ? NavigationManager0 27 RTCの起動、ポートの接続
- 28. ? NavigationManager、MapServerのポートを接続する 28 RTCの起動、ポートの接続 コンポーネント名 ポート名 コンポーネント名 ポート名 NavigationManager0 mapServer MapServer0 mapServer NavigationManager0 pathPlanner PathPlanner_MRPT0 pathPlanner NavigationManager0 pathFollower SimplePathFollower0 PathFollower NavigationManager0 currentPose Localization_MRPT0 estimatedPose NavigationManager0 range RPLiderRTC0 range MapServer0 mapServer Localization_MRPT mapServer
- 29. ? RTCをアクティブ化する ? Raspberry Piマウスのモーター電源をオンにする 29 システムの実行
- 30. ? Raspberry Piマウスの目標位置、目標姿勢角を設定する – NavigationManagerの地図上をクリックする ? 以下の画面で目標角度を設定する。 30 システムの実行 地図上に目標位置 が表示される 適当な場所を クリックすると中 心から延びる赤 い線の角度が 変化する 角度を設定したら OKをクリックする 地図の白い範囲(障害物のない範囲) のどこかをクリックする
- 31. ? 経路を計画する – NavigationManagerのPlan Pathボタンをクリックする ? 経路追従を行う – NavigationManagerのFollowボタンを クリックする – Raspberry Piマウスが目的地に向かって 移動する 31 システムの実行 経路が表示される
- 32. ? WEBブラウザからPathPlanのStopボタンを押してRTCを終了す る ? モーター電源のスイッチをオフにする ? Raspberry Piをシャットダウンする(真ん中のボタン長押し) ? Raspberry Pi電源のスイッチをオフにする ? LiDARを取り外して元の状態に戻す 32 システムの終了