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NVIDIA Isaac Sim: TurtleBotをROSから動かす

2022/04/06に公開約4,300字

概要

Isaac Sim上でTurtlebot3のURDFをロードし、ROSのTopicから車輪の速度指令値を発行し、TurtleBot3を動かします。

Issac Simのtutorialに上記の内容が記載されており、この内容に沿って進めます。

https://docs.omniverse.nvidia.com/app_isaacsim/app_isaacsim/tutorial_ros_turtlebot.html

実行環境

  • インストール実行環境
unit specification
CPU i9-11900H
GPU GeForce RTX 3080 Laptop
RAM 32GB
OS Ubuntu 20.04.3 LTS
  • Nvidia Driverバージョン
    • 510.39.01
  • Issac simバージョン
    • 2021.2.1

手順

Isaac Sim上でTurtlebot3のURDFをロードし、ROSのTopicから車輪の速度指令値を発行し、TurtleBot3を動かします。

  1. turtlebotのビルド
  2. turtlebotのURDFの生成
  3. turtlebotのURDFのインポート
  4. Differential Drive Bridgeの追加
  5. 車輪の速度指令値を発行する

1. turtlebotのビルド

はじめに、turtlebotのリポジトリをクローンします。

shell
$ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git

2. turtlebotのURDFの生成

次に、turtlebotのxacroからurdfを生成します。

shell
$ cd ./turtlebot3/turtlebot3_description/urdf
$ rosrun xacro xacro -o turtlebot3_burger.urdf turtlebot3_burger.urdf.xacro

上記のコマンドを実行すると、turtlebot3_burgerのurdfが生成されます。

3. turtlebotのURDFのインポート

3.1 OmniverseからIssac Simを起動する

3.2 ros extensionをEnableにする

メニューバーのwindow > Extensonsを選択します。

ポップアップしたWindowの左上の検索窓に”ros”と入力し、Enterキーを押します。

検索結果が表示され、ROS BRIDGEとROS UIのExtensionがEnable状態になっていることを確認します。

Enableになってない場合には、各Extensionの横のトグルバーをクリックし、Enable状態に変更します。

3.3 シーンのロード

Isaac Simの下部にあるContentの中から、Isaac > Samples > ROS > Scenario > simple_room_apriltag.usd.をダブルクリックします。

3.4 turtlebotのURFDをロードする

メニューバーのIsaac Utils > URDF Importerを選択します。

ポップアップした”URDF Importer”のWindowをViewport下部のConsoleの右隣に追加します。

URDF Importerの設定を次の通りに変更します。

  • Fix Bsseのチェックを外す
  • Joint Drive TypeにVelocityを指定する

次に、”SLECT AND INPORT”を選択し、先ほど生成したturtlebot3のURDFを指定します。

インポートすると、テーブルの上にturtlebotが現れます。

次に台車を制御するため、Viewport内でturtlebotをドラッグし、床面におろします。

また、インポートする際に/World外にインポートした場合には、Stageの中でturtlebotをドラッグし、/worldの下側に移動させます。

4. Differential Drive Bridgeの追加

メニューバーのCreate > ROS > Differential Baseを選択します。

右側のStageの中で、追加したROS_DifferentialBaseを選択します。
選択した状態で、Stageの下側にあるPopertyの中で、Raw USD Propertiesを開きます。
chassisPrimを選択し、stage中のturtlebot3_burgerを選択します。

また、他の設定値を次の値に変更します。

  • leftWheelJointNameに”wheel_left_joint”を入力する
  • rightWheelJointNameに”wheel_right_joint”を入力する
  • maxSpeedに0.22を入力する
  • wheelBaseに0.16を入力する
  • wheelRadiusに0.025を入力する

5. 車輪の速度指令値を発行する

新たにterminalを開き、roscoreを起動します。

この状態で、Viewportの左側のPLAYボタンを押すと、各種topicが発行されます。

また、新たにterminalを開き、以下のコマンドを実行し、cmd_vel topicを発行するnodeを立ち上げます。

shell
$ rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py

実行できない場合には、teleop-twist-keyboardをgithubからクローンしbuildするか、aptからインストールする必要があります。

実行すると、対話式のプログラムになっており、cmd_velのTopicがキーボードの入力から操作することができます。
キーを入力すると、turtlebotが動くことを確認できます。

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