omonuinen

前回の記事ではTurtleBotの状態を調べて通信がうまくいっているか確認するだけだったが、いよいよTurtleBotを動かしてみる。
TurtleBotを動かすのに一番簡単なのはキーボードから操縦することであり、そのためのturtlebot_teleopパッケージが用意されている。turtlebot_teleopには、キーボード操作用のローンチファイルの他、ジョイスティックやPS3、XBOX360のコントローラ用のローンチファイルがある。
turtlebot_teleopを動作させるには、minimal.launchが起動している状態で、別のshellやPCから以下のコマンドを入力する。
roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch
起動してしばらくするとキーボードレイアウトが表示され、表示されたキーを押すことでTurtleBotが動き出す。
キーボードではなくコマンドでTurtleBotを動かしたい場合には、rostopicを使う方法がある。TurtleBotは /cmd_vel_mux/input/teleop というトピックをSubscribeしており、そのデータに従って動くようになっている。そこで、rostopicで/cmd_vel_mux/input/teleopにデータをPublishしてやれば、TurtleBotを動かすことができる。
まず、/cmd_vel_mux/input/teleopがどんなトピックなのかを調べる。
rostopic type /cmd_vel_mux/input/teleop
すると以下のような結果が返される。
geometry_msgs/Twist
これは、/cmd_vel_mux/input/teleopがgeometry_msgs/Twistというメッセージをやり取りすることを表している。では、geometry_msgs/Twistが具体的にどんなメッセージかを調べるには、以下のようにする。
rosmsg show geometry_msgs/Twist
今度は以下のような結果が表示される。
geometry_msgs/Vector3 linear
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Vector3 angular
float64 x
float64 y
float64 z
これは、geometry_msgs/Twistがlinearとangularという２種類のデータを持ち、ともにgeometry_msgs/Vector3型であり、それぞれx, y, zの３つのfloat64型の数値からなっていることを示している。
そこで、このデータをコマンドラインから直接Publishする。
rostopic pub -1 /cmd_vel_mux/input/teleop geometry_msgs/Twist -- '[1, 0, 0]' '[0, 0, 0]'
コマンドのうち「–」以降が実際にPublishするデータを表す。シングルクオートで囲まれた最初のデータがlinearを、後のデータがangularを表す。linearのxに直進する量を指定し、angularのzに回転する量を指定することでTurtleBotが動く。上の例であれば一定量TurtleBotが前進する。回転させたければ以下のようにする。
rostopic pub -1 /cmd_vel_mux/input/teleop geometry_msgs/Twist -- '[0, 0, 0]' '[0, 0, 1]'
なお、正の値なら左回転、負の値なら右回転する。

ロボットが動かない間はとても不安なものだが、一度動作させられると途端に楽しく夢が広がる。
ROSはwikiのドキュメントシステムが充実していて素晴らしいのだが、現状とあっていない場合もしばしばあるので、あまり鵜呑みにするのは怖い。あれだけの情報量だから仕方ないところもあるが。流れているメッセージをうまく捉えれば、それが解決の端緒となることも多い。
前回の記事では何とか接続ができているような様子だったが、TurtleBotを文字通り動かすことができていないので、何となく不安が残る。今日はそれを解消するためにいろいろ実験を行ってみた。
まずは、USBなど接続を確認した後でTurtleBot本体だけを動かすシステムを起動する。
roslaunch tutlebot_bringuup minimal.launch
さまざまなプロセスが起動したというメッセージの中でいくつかの警告が現れる。
[WARN] [WallTime: 1352644359.480259] Create : robot not connected yet, sci not available
TurtleBotの接続がされていても２、３回は上記メッセージが表示される。いずれ消えるのでこれは無視してよいようだ。
[WARN] [WallTime: 1352644359.951470] Battery : unable to check laptop battery state [[Errno 2] No such file or directory: '/proc/acpi/battery/BAT0']
ノートPCのバッテリー状態を監視するために、/proc/acpi/battery/BAT0 を参照するが、ubuntu 12.10で/sys/class/power_supply/BAT0に変わったらしい。しかし内部の形式も異なるのでどうにもならないようだ。とりあえず無視する。
[ERROR] [WallTime: 1352644430.487165] Faild to cotact device with error: [Error reading from SCI port. No Data.]. Please check that the Create is powered on and that the connector is plugged into the Create.
USBケーブルが外れていたりTurtleBot本体の電源が入っていないときに生じるエラーで、状態が改善しなければ繰り返し表示される。接続して電源を入れればいずれ出なくなる。
何も新たなメッセージが出なくなれば一応接続は問題ない。ただしちゃんと動いているのかわからないので、ROSのメッセージを受信してみてきちんと動作していることを確かめる。
別にshellを開くかモニタ用のPCで以下のコマンドを入力する。
rostopic list
おそらく以下のような30行ほどの出力が得られるはずで、これがminimal.systemで利用できるさまざまなトピック（Topic）の一覧である。トピックはROSのノード間でやりとりされるデータのチャネルのようなもので、トピックごとに流れるデータの種類や頻度が異なる。
/cmd_vel_mux/active
/cmd_vel_mux/input/navi
/cmd_vel_mux/input/safety_controller
/cmd_vel_mux/input/teleop
/cmd_vel_mux/parameter_descriptions
/cmd_vel_mux/parameter_updates
/diagnostics
/diagnostics_agg
/diagnostics_toplevel_state
/joint_states
...

上のリストのうち、/diagnostics_aggは、diagnostic_aggregatorスタックのaggregator_nodeノードがPublishするトピックで、ロボットのさまざまな状態を１秒ごとに発信する。
rostopic echo /diagnostics_agg
TurtleBotとの接続を確認するために、上記のコマンドを入力してこのトピックをSubscribeし、ロボットの状態を調べることができる。表示される情報は膨大だが１秒ごとにデータが更新されるならロボットとの通信はうまく機能していることがわかる。
以下は一部のデータだが、ロボットのバッテリー状態がわかる。
level: 0
name: /Power System/Battery
message: OK
hardware_id: ''
values:
-
key: Voltage (V)
value: 15.251
-
key: Current (A)
value: -0.111
-
key: Temperature (C)
value: 31
-
key: Charge (Ah)
value: 1.985
-
key: Capacity (Ah)
value: 2.702