문제

ROS2 run을 할 때 마다 arduino nano를 하드웨어적으로 해제했다가 연결해줘야 하는데(포트가 한번 설정되면 launch 가 끝나도 사용되는것으로 인식)

재 연결시 /dev/ttyUSB1로 바뀌는 경우가 있다.

그래서 nano의 USB 정보가 들어오면 해당 정보의 USB는 정의한 내용으로 잡히게 해달라는 규칙을 추가해야한다.

해결

Arduino nano /dev/ttyUSB0로 고정하기 위한 udev 규칙 생성

1. udev 규칙 파일 생성:

   sudo nano /etc/udev/rules.d/99-arduino.rules

2. 다음 내용 추가 (위에서 확인된 USB 정보 기반):

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", KERNEL=="ttyUSB*", NAME="ttyUSB0", SYMLINK+="ttyUSB0", MODE="0666"

각 속성의 의미:

SUBSYSTEM: "tty" (시리얼 포트) ATTRS{idVendor}: "1a86" (제조사 ID) ATTRS{idProduct}: "7523" (제품 ID) ATTRS{product}: "USB Serial" (제품명) KERNEL: "ttyUSB*" (커널에서 인식하는 장치 이름 패턴) NAME: "ttyUSB0" (지정할 장치 이름) SYMLINK: "ttyUSB0" (심볼릭 링크) MODE: "0666" (읽기/쓰기 권한)

2-1. arduino nano의 USB 정보 값

usb 1-1.3: New USB device found, idVendor=1a86, idProduct=7523, bcdDevice= 2.64
usb 1-1.3: New USB device strings: Mfr=0, Product=2, SerialNumber=0
usb 1-1.3: Product: USB Serial
이 Arduino(CH341 칩셋)의 정보는:

Vendor ID: 1a86 (QinHeng Electronics)
Product ID: 7523 (CH341 USB to Serial converter)
Product Name: USB Serial
Device Path: 1-1.3 (USB 포트 위치)
Device Type: ch341-uart converter

3. udev 규칙 적용:

   sudo udevadm control --reload-rules
   sudo udevadm trigger

4. Arduino 연결이 끊어지는 것을 방지하기 위한 추가 설정:

   sudo bash -c 'echo "options ch341 break_on_timeout=0" > /etc/modprobe.d/ch341.conf'

5. 현재 사용자에게 권한 부여:

   sudo usermod -a -G dialout $USER

6. 변경사항 적용을 위해 재부팅:

   sudo reboot

재부팅 후 Arduino를 연결하면 항상 /dev/ttyUSB0로 인식될 것입니다. 작동 여부를 확인하려면:

ls -l /dev/ttyUSB*

이 설정으로 Arduino를 재연결하거나 다른 USB 포트에 연결해도 항상 ttyUSB0로 인식 된다.

여태 했던 ROS 프로젝트와 달리 라즈베리파이가 추가가 됐는데 라즈베리파이로 원격으로 제어하기 위해 기존의 ROS가 설치된 컴퓨터를 대체하는 내용이다.

BOM list 및 3d model에 대한 내용은 아래 있다. https://velog.io/@smile_b/ROS-%ED%99%98%EA%B2%BD%EC%97%90%EC%84%9C-Topic-publisher

https://velog.io/@smile_b/Robot-Model-1

특징

1. GitLab

• 프로젝트 호스팅 및 관리 플랫폼
• 협업 도구 (이슈 트래킹, 코드 리뷰 등) 제공
• CI/CD 파이프라인 통합

2. GitFork

• Git 클라이언트 소프트웨어
• 시각적으로 브랜치 관리와 병합 작업 수행
• 복잡한 Git 작업을 간편하게 처리

3. GitHub Desktop

• 간단하고 직관적인 GUI 인터페이스
• 기본적인 Git 작업을 쉽게 수행
• GitHub와의 원활한 통합

형상관리 방법

GiLab에서 프로젝트를 관리하고 협엽, GitFork로 복잡한 Git 작업 처리 GitHub Desktop으로 일상적인 커밋, 푸시 등을 간편하게 수행

Gitlab

회원가입하고 github와 연동한다음 대표적인 Study 레포지를 추출

위의 추출이 다되고 projects에 들어가면 추출한 레포가 출력돼있다.

들어가서 어떤 문제들이 있는지 확인하자.

우선 두개

push, pull을 사용하기 위해 ssh key를 추가.

여기서 SSH 키는 Git에서 발급해야한다.

Gitlab은 SSH 프로토콜을 이용해서 Git과 통신하기때문이다.

Git Bash 실행

ssh-keygen 입력

그럼 경로, 비밀번호 설정해줘야하는데 기본설정경로 및 비밀번호 없이 하려면 엔터세번 눌러주면 된다.

SSH 파일 위치는 /.ssh/id_rsa에 저장돼있다고 나와있다.

경로에 들어가 생성된 pub의 내용을 복사

Gitlab에 SSH key 등록

복사한 내용을 SSH Key 추가에 넣고,

Expiration date 는 1년을 기준으로 돼있는데 그냥 기한 없이 설정하려면 x버튼을 클릭하면 된다.

Bambu labs printer 들은 .3mf 라는 파일로 실행한다.

변환 방법은 홈페이지에 들어가서 STL 파일을 넣어주면 된다.

위와 같이 bambustudio에서 미리보기를 눌러준다음 업로드를 클릭하면 웹페이지가 뜨게 된다.

해당 웹페이지에서 STL파일은 갖고있으므로 아래항목을 선택해준 다음 ROS Model 에 해당하는 파일들을 넣어주면된다.

넣어주니까 이미지를 보여준다

출력

STL 파일을 Bambu Studio에서 끌어다 쓰면 생성된다.

총 6개의 부품을 만들어야하는데, 플레이트가 작으므로 2개씩 출력할 예정이다.

해당 두개로 돌려줌 슬라이스를 클릭해서

내부채움 15%로 두개 출력

바로 출력말고 타임랩스 설정을 위해 보내기로 해서 내 프린터로 인터넷을 사용해서 전송 타임랩스 설정은 기본적으로 꺼져있다. 한번 클릭해주면 밑에 애들이랑 똑같이 초록색으로 불이 들어온다.

타임랩스

출력을 걸고나서 studio에 뭐 있나 뒤져보다가 SD카드에 타임랩스 파일이 있는것을 발견

바로 다운로드 눌러줬다. 이렇게 되면 다음에 굳이 3D 프린터로 옮겨서 하는것보단 바로 전송해서 실행하는것으로 해야겠다.

우선 5시간 뒤에 어떻게 나올지 확인부터..

1. raspberry pi OS 설치

1번은 OS 를 설정해주는데 other general-purpose OS를 선택하여 Ubuntu 용으로 설치한다. 22.04.4 LTS 이므로 맞게 설치

2번 스토리지는 usb로 raspberry 파이 연결 하면 뜨는데 그거 선택

2. 세팅 설정

우측 하단 톱니바퀴 누르고 SSH 허용과

라즈베리 파이에 접근할 username, password를 설정해주고,

라즈베리파이와 통신 및 인테넛연결을 위해 LAN, WiFi 정보를 입력해준다.

SSID - Wifi 이름

지역은 kr로 설정해주면 된다.

이후 OS 설치 버튼을 클릭하면 설치가 완료됐다는 문구가 출력된다.

이 부분은 로봇팔의 몸체를 회전 시켜주는 역할을 한다. 양쪽의 모터들은 팔을 숙이고 팔을 옮겨주는 역할을 하는 모터이다. 로봇팔 부분에도 똑같이 절연테이프로 고정을 하였고 아래는 모터가 회전을 하면 톱니바퀴가 돌면서 어떤것을 집게 부착을 했다.

모델가이드 가이드는 위의 링크를 따라하였고 저 위에 빨간색같은 brass pipe가 없어서 따로 만들어서 출력했다. 총 2개를 출력하였다.

가이드 대로 조립을 해주었고 이 위의 사진에서 pipe는 표시한 저부분에 끼웠는데 빡빡해서 고무망치같은걸로 안부러지게 톡톡 쳐서 넣었다. 총 두 곳에 파이프를 넣었고 고정을 하였다.

이 이후의 상황은 MG60S 모터가 내일 도착하므로 다음 글에 작성하겠다.

문제의 원인은 gazebo 버전에 의한 문제인것으로 확인은 되지만 솔루션에도 해결되지 않았다. https://github.com/doosan-robotics/doosan-robot2/issues/61

1. 기존 ROS 2 및 관련 패키지 제거:

   sudo apt remove ros-* && sudo apt autoremove

2. ROS 2 관련 디렉토리 삭제:

   rm -rf ~/ros2_ws
   rm -rf ~/ws_moveit

3. ROS 2 Iron 설치 (Ubuntu 22.04 기준):

   sudo apt update && sudo apt install software-properties-common
   sudo add-apt-repository universe
   sudo apt update && sudo apt install curl
   sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg
   echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(. /etc/os-release && echo $UBUNTU_CODENAME) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null
   sudo apt update
   sudo apt upgrade
   sudo apt install ros-iron-desktop

4. 환경 설정:

   echo "source /opt/ros/iron/setup.bash" >> ~/.bashrc
   source ~/.bashrc

5. 개발 도구 및 ROS 2 패키지 설치:

   sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential
   sudo apt install python3-colcon-common-extensions

6. rosdep 초기화:

   sudo rosdep init
   rosdep update

7. MoveIt 2 워크스페이스 생성 및 소스 코드 다운로드:

   mkdir -p ~/ws_moveit/src
   cd ~/ws_moveit/src
   git clone https://github.com/ros-planning/moveit2.git -b iron
   vcs import < moveit2/moveit2.repos

8. 의존성 설치:

   cd ~/ws_moveit
   rosdep install -r --from-paths . --ignore-src --rosdistro iron -y

9. 빌드:

   colcon build --event-handlers desktop_notification- status- --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

10. 환경 설정:

    echo "source ~/ws_moveit/install/setup.bash" >> ~/.bashrc
    source ~/.bashrc

그래서 0.2 mm 노즐을 구매하였다.

구매 노즐

16일 주문, 22일 수령 6일 걸렸다.

교체

플레이트 슬라이스

출력 결과

볼트는 떼다가 부러졌는데, 그런데 애초에 나사산이 뭉개져서 출력됐다.

너트는 꽤 정교하게 나온것으로 보아 너트 볼트는 따로 뽑고, 볼트 출력 할 때 출력 속도, 온도, 쿨링 등을 고려해서 다시 출력하면 될 것 같다.

나에게 필요한 부품들을 골라 개수를 선택해 출력해야겠다.

목록의 부품들 중 무지성 출력 해봐서 사용할수있는것을 확인하는게 맘편하다.

여러 플러그인을 제공해 ROS의 메시지를 시각화한다.

예를 들어 로봇이 이동하고 내비게이션을 할 수 있는 건물 지도를 시각화 할 수 있다.

parameter server

파라미터 서버는 ROS 애플리케이션의 노드들 간 대체 통신 프로토콜을 제공한다.

그림 설명

+---------------------+
|      ROS Master     |
|  +---------------+  |
|  |  Parameter    |  |
|  |    Server     |  |
|  +---------------+  |
+---------------------+
         |  |
         |  |
    +----+  +----+
    |           |
+---v---+   +---v---+
| Node1 |   | Node2 |
+-------+   +-------+

그림 설명 + RViz

위에 설명한 RViz는 Node와 같은 선상에 있어 그림으로 나타내면 아래와 같다.

+---------------------+
|      ROS Master     |
|  +---------------+  |
|  |  Parameter    |  |
|  |    Server     |  |
|  +---------------+  |
+---------------------+
         |  |
         |  |
    +----+  +----+
    |           |
+---v---+   +---v---+   +-------+
| Node1 |   | Node2 |   | RViz  |
+-------+   +-------+   +-------+
    |           |           ^
    |           |           |
    +-----------+-----------+

RViz도 하나의 ROS 노드로 작동하며, RViz는 ROS Master 및 Parameter Server와 연결돼있고, RViz가 ROS Master를 통해 시스템에 등록되고, Parameter Server에서 설정을 읽거나 쓸 수 있음을 의미한다.

RViz와 다른 노드들 사이의 선은 RViz가 다른 노드들과 통신할 수 있음을 나타내며 이들은 서로 토픽을 통해 이루어진다.

이 구조에서 RViz의 역할

• RViz는 다른 노드들이 발행하는 데이터를 구독하여 시각화
• Parameter Server에서 설정을 읽어와 시각화 구성에 사용
• 사용자가 RViz에서 변경한 설정을 Parameter Server에 저장
• ROS Master를 통해 시스템의 다른 부분과 통신하고 필요한 토픽을 찾음

Node 예시

1. 설명: ROS의 기본 연산 단위, 특정 작업을 수행하는 실행 가능한 프로그램

2. 역할: 센서 데이터 처리, 모터 제어, 알고리즘 실행 등

3. 실제 사용: 센서 드라이버 노드: 카메라, 라이다, IMU 등의 센서 데이터 발행 모터 제어 노드: 로봇의 모터를 제어하여 움직임 생성 SLAM 노드: 동시적 위치추정 및 지도 작성 알고리즘 실행 내비게이션 노드: 경로 계획 및 장애물 회피 알고리즘 실행 이미지 처리 노드: 컴퓨터 비전 알고리즘을 사용한 이미지 분석

parameter server 추가 설명

1. 설명: 키-값 쌍으로 구성된 공유 딕셔너리로, 노드 간에 설정을 공유
2. 역할: 전역 설정 저장, 노드 간 설정 공유
3. 실제 사용: 로봇의 물리적 특성 저장 (무게, 크기 등) 센서 설정 저장 (카메라 해상도, 레이저 스캐너 범위 등) 알고리즘 파라미터 저장 (PID 제어기 게인, 경로 계획 파라미터 등)

ROS Master

1. 설명: ROS 시스템의 중추로, 노드 간 통신을 관리하고 조정합니다.
2. 역할: 노드 등록, 노드 간 연결 설정, 파라미터 서버 호스팅
3. 실제 사용: 모든 ROS 시스템에서 기본적으로 사용됩니다. 'roscore' 명령어로 실행

ROS

1. version error

Command failed: bash --login -c "xacro '/home/vboxuser/bumperbot_ws/src/bumperbot_description/urdf/bumperbot.urdf' && env"
XML parsing error: XML or text declaration not at start of entity: line 22, column 0
when processing file: /home/vboxuser/bumperbot_ws/src/bumperbot_description/urdf/bumperbot.urdf

Check that:
 - Your XML is well-formed
 - You have the xacro xmlns declaration: xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro"

error

https://github.com/gkjohnson/vscode-urdf-preview?tab=readme-ov-file

2. 문법에러

Could not render URDF due to: Error: Vector ${vec} does not have 3 values
Error: Vector ${vec} does not have 3 values
    at h (https://file+.vscode-resource.vscode-cdn.net/home/vboxuser/.vscode/extensions/ms-iot.vscode-ros-0.9.6/dist/webview.js:2:1481833)
    at https://file+.vscode-resource.vscode-cdn.net/home/vboxuser/.vscode/extensions/ms-iot.vscode-ros-0.9.6/dist/webview.js:2:1488205
    at Generator.next (<anonymous>)
    at https://file+.vscode-resource.vscode-cdn.net/home/vboxuser/.vscode/extensions/ms-iot.vscode-ros-0.9.6/dist/webview.js:2:1485370
    at new Promise (<anonymous>)
    at y (https://file+.vscode-resource.vscode-cdn.net/home/vboxuser/.vscode/extensions/ms-iot.vscode-ros-0.9.6/dist/webview.js:2:1485115)
    at S (https://file+.vscode-resource.vscode-cdn.net/home/vboxuser/.vscode/extensions/ms-iot.vscode-ros-0.9.6/dist/webview.js:2:1487153)
    at https://file+.vscode-resource.vscode-cdn.net/home/vboxuser/.vscode/extensions/ms-iot.vscode-ros-0.9.6/dist/webview.js:2:1488908
    at Generator.next (<anonymous>)
    at https://file+.vscode-resource.vscode-cdn.net/home/vboxuser/.vscode/extensions/ms-iot.vscode-ros-0.9.6/dist/webview.js:2:1485370

The following packages were not found in the workspace:
bumperbot_description

NOTE: If this occurs at startup, please try saving the open file to refresh.

fix

라즈베리파이, Nano 고정을 위한 브라켓 두개, 바퀴 2개 몸체 한개를 우선 연결 시켰다.

수정한 부분.

1. Extension

0.9.6버전으로 설치했음, 그냥 다운로드하면 0.9.2로 다운로드 되는데 시험판, 테스트판으로 설치하는 설정으로 다운로드하면 0.9.6 버전으로 다운로드 가능 다른버전 설치로 버전을 옮기면서 테스트 했는데

2. workspace activate

bumperbot_ws 폴더를 열고있는 VScode 터미널에서 아래 명령어를 실행시켜줌

source ~/bumperbot_ws/devel/setup.bash
cd ~/bumperbot_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

3. CMakeLists

Extension 설치 관련으로 설정하다가 4개 설정칸이 떠서 여러번 테스트 하다 두번째것으로 했는데 그 뒤로부터 vscode 실행시 자동으로 bash 실행 vscode settings.js edit "cmake.sourceDirectory": "/home/vboxuser/bumperbot_ws/src"

요약하자면 버전 수정 > WS 활성화가 돼야 동작 > CMake로 WS 활성 자동화 > 했는데 urdf preview에 변화가 없으면 다시 urdf 실행으로 해결하였다.

테스트로 virtual box를 재부팅 후 vscode를 실행시켰을때에도 자동으로 bash 실행과 preview가 정상적으로 동작했다.

Fix code

<?xml version="1.0"?>

<!-- 
로봇 구조 요약:
1. base_footprint: 로봇의 기준점
2. base_link: 로봇의 주 본체
3. wheel_right_link: 오른쪽 바퀴
4. wheel_left_link: 왼쪽 바퀴
5. caster_front_link: 전방 캐스터 휠
6. caster_rear_link: 후방 캐스터 휠

조인트 구조:
- base_joint: base_footprint와 base_link 연결 (고정)
- wheel_right_joint: base_link와 오른쪽 바퀴 연결 (연속 회전)
- wheel_left_joint: base_link와 왼쪽 바퀴 연결 (연속 회전)
- caster_front_joint: base_link와 전방 캐스터 연결 (고정)
- caster_rear_joint: base_link와 후방 캐스터 연결 (고정)

이 로봇은 두 개의 구동 바퀴와 두 개의 캐스터 휠을 가진 이동 로봇입니다.
STL 파일을 사용하여 각 부품의 3D 모델을 정의하고 있습니다.
-->

<!-- 로봇 정의 시작 -->
<robot name="bumperbot">
    <!-- 베이스 발자국 링크 정의 -->
    <link name="base_footprint">
    </link>

    <!-- 베이스 링크 정의 -->
    <link name="base_link">
        <visual>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 베이스 링크의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/base_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 베이스 발자국과 베이스 링크를 연결하는 고정 조인트 -->
    <joint name="base_joint" type="fixed">
        <parent link="base_footprint"/>
        <child link="base_link"/>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.033"/>
    </joint>

    <!-- 오른쪽 바퀴 링크 정의 -->
    <link name="wheel_right_link">
        <visual>
            <origin rpy="1.57 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 오른쪽 바퀴의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/wheel_right_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 오른쪽 바퀴 조인트 정의 (연속 회전) -->
    <joint name="wheel_right_joint" type="continuous">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.07 0"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="wheel_right_link"/>
        <axis xyz="0 1 0"/>
    </joint>

    <!-- 왼쪽 바퀴 링크 정의 -->
    <link name="wheel_left_link">
        <visual>
            <origin rpy="-1.57 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 왼쪽 바퀴의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/wheel_left_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 왼쪽 바퀴 조인트 정의 (연속 회전) -->
    <joint name="wheel_left_joint" type="continuous">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0.07 0"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="wheel_left_link"/>
        <axis xyz="0 1 0"/>
    </joint>

    <!-- 전방 캐스터 링크 정의 -->
    <link name="caster_front_link">
        <visual>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 전방 캐스터의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/caster_front_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 전방 캐스터 조인트 정의 (고정) -->
    <joint name="caster_front_joint" type="fixed">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0.0475 0 -0.0275"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="caster_front_link"/>
    </joint>   

    <!-- 후방 캐스터 링크 정의 -->
    <link name="caster_rear_link">
        <visual>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 후방 캐스터의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/caster_rear_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 후방 캐스터 조인트 정의 (고정) -->
    <joint name="caster_rear_joint" type="fixed">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.0475 0 -0.0275"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="caster_rear_link"/>
    </joint>
</robot>
<!-- 로봇 정의 끝 -->

vscode settings.json

{
    "python.autoComplete.extraPaths": [
        "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages"
    ],
    "python.analysis.extraPaths": [
        "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages"
    ],
    "ros.distro": "noetic",
    "ros.packagePath": [
        "/home/vboxuser/bumperbot_ws/src",
        "/opt/ros/noetic/share"
    ],
    **"cmake.sourceDirectory": "/home/vboxuser/bumperbot_ws/src"**
}

Model

URDF

Model 단계에 해당하는 URDF로 XML 태그를 사용하여 로봇의 구조와 구성 요소를 표현한다. HTML과 유사한구조

URDF 구성

주요 URDF 태그

• 전체 로봇 구조를 정의하는 최상위 태그
• : 로봇의 개별 구성 요소를 표현 visual, collision, inertial 등의 하위 태그로 속성 정의
• : 두 링크를 연결하고 그 속성을 정의 부모-자식 관계로 트리 구조 형성 연결 유형(고정, 회전, 이동 등) 지정 회전축, 이동 제한 등 추가 속성 정의 가능

구조

<robot>
  <link>
  ...
  </link>
  <joint>
  ...
  </joint>
</robot>

총 6개의 부품을 연결

1. base_link
2. imu_link ( 자이로센서)
3. 바퀴 두짝
   4. caster-rear, front

      실제 코드

<?xml version="1.0"?>

<!-- 
<?xml version="1.0"?>

<!-- 
로봇 구조 요약:
1. base_footprint: 로봇의 기준점
2. base_link: 로봇의 주 본체
3. wheel_right_link: 오른쪽 바퀴
4. wheel_left_link: 왼쪽 바퀴
5. caster_front_link: 전방 캐스터 휠
6. caster_rear_link: 후방 캐스터 휠

조인트 구조:
- base_joint: base_footprint와 base_link 연결 (고정)
- wheel_right_joint: base_link와 오른쪽 바퀴 연결 (연속 회전)
- wheel_left_joint: base_link와 왼쪽 바퀴 연결 (연속 회전)
- caster_front_joint: base_link와 전방 캐스터 연결 (고정)
- caster_rear_joint: base_link와 후방 캐스터 연결 (고정)

이 로봇은 두 개의 구동 바퀴와 두 개의 캐스터 휠을 가진 이동 로봇입니다.
STL 파일을 사용하여 각 부품의 3D 모델을 정의하고 있습니다.
-->

<!-- 로봇 정의 시작 -->
<robot name="bumperbot">
    <!-- 베이스 발자국 링크 정의 -->
    <link name="base_footprint">
    </link>

    <!-- 베이스 링크 정의 -->
    <link name="base_link">
        <visual>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 베이스 링크의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/base_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 베이스 발자국과 베이스 링크를 연결하는 고정 조인트 -->
    <joint name="base_joint" type="fixed">
        <parent link="base_footprint"/>
        <child link="base_link"/>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.033"/>
    </joint>

    <!-- 오른쪽 바퀴 링크 정의 -->
    <link name="wheel_right_link">
        <visual>
            <origin rpy="1.57 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 오른쪽 바퀴의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/wheel_right_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 오른쪽 바퀴 조인트 정의 (연속 회전) -->
    <joint name="wheel_right_joint" type="continuous">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.07 0"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="wheel_right_link"/>
        <axis xyz="0 1 0"/>
    </joint>

    <!-- 왼쪽 바퀴 링크 정의 -->
    <link name="wheel_left_link">
        <visual>
            <origin rpy="-1.57 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 왼쪽 바퀴의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/wheel_left_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 왼쪽 바퀴 조인트 정의 (연속 회전) -->
    <joint name="wheel_left_joint" type="continuous">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0.07 0"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="wheel_left_link"/>
        <axis xyz="0 1 0"/>
    </joint>

    <!-- 전방 캐스터 링크 정의 -->
    <link name="caster_front_link">
        <visual>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 전방 캐스터의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/caster_front_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 전방 캐스터 조인트 정의 (고정) -->
    <joint name="caster_front_joint" type="fixed">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0.0475 0 -0.0275"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="caster_front_link"/>
    </joint>   

    <!-- 후방 캐스터 링크 정의 -->
    <link name="caster_rear_link">
        <visual>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <!-- 후방 캐스터의 3D 모델 파일 지정 -->
                <mesh filename="package://bumperbot_description/meshes/caster_rear_link.STL"/>
            </geometry>
        </visual>
    </link>

    <!-- 후방 캐스터 조인트 정의 (고정) -->
    <joint name="caster_rear_joint" type="fixed">
        <origin rpy="0 0 0" xyz="-0.0475 0 -0.0275"/>
        <parent link="base_link"/>
        <child link="caster_rear_link"/>
    </joint>
</robot>
<!-- 로봇 정의 끝 -->

STL 파일 https://drive.google.com/drive/folders/11_n552jfseJHNUhTUXIdhJ0XULIWUrl6?usp=sharing

이번에 ROS 프로젝트를 진행하면서 몸체가 필요해서 3D 프린터 출력대행을 알아보다가 터무니 없이 비싼것을 보고 그냥 Bambu labs의 A1 mini를 구매했다.

내수용은 30만원이고 할인때 사면 더 저렴하지만 글로벌용 KC인증받은 제품을 구매했다.(38만원)

3년 전에 저가형 3D 프린터로 Anet A8을 사용한적이 있었는데, 이 때 정말 힘들었다.

조립도 수평맞춰 해야하고, 레벨링도 매번 신경 써줘야하고 맞춰준다해도 다른 사소한 문제들로인해 이쁜 출력물이 나오지 않았다.

그냥.. 정상적인 동작을 하는것에 행복함을 느낄정도였다.

다시 본론으로 돌아와 A1 mini는 조립이 돼있는 상태로 와서 z축 고정부분과 몇개 부품만 껴주면된다.

전원을 연결하면 펌웨어로 소음을 줄이기 전과 후를 보여준다. 출력속도 0~100까지는 차이가 많이 나지만

100 이상부터는 차이가 별로없다.

그런데 100 이상으로 프린트를 출력할 일은 솔직히 많이 없다.

박스 안에 동봉돼있던 것으로 저 출력물 뒤의 저거 하나가 딸려온다.

휴대폰 앱 연동

2.4GHz wifi에 연결하여 원격으로도 출력이 가능하고, 앱 안에 있는 디자인도 출력이 돼서 저 보트에 맞는 디자인을 선택해서 출력해줬다.

어플사용시 대표적인 사용기능으로

1. 원격 출력
2. 타임랩스 지원 두 가지가 가장 크고 나머지는 잘 안쓰는 내용들이다.

어플에서 타임랩스를 설정하고 했고, 한 층 출력할때마다 노즐이 바깥부분으로 나가 촬영하는 모습을 보였지만 영상이 저장되지 않았다.

앱에서 타임랩스를 설정했는데, 프린터 내에서도 타임랩스 설정하는것이 있었다.

다음에는 프린터에서 타임랩스를 설정해야겠다.

출력

우선 오토레벨링을 해준다. 바닥의 판은 가만히 있지만 출력할때마다 판에 16개 점을 찍으면서 레벨링을 알아서 조절해준다.

여기서 많은 감동을 받았다.

출력속도가 말도안되게 빨랐다.

결론

Bambu 프린터 사자. 사용하다가 여윳돈이 생기면 150만원 짜리 제품도 구매할 의사가 있다.

ROS 워크스페이스에서 구독, 게시의 간단한 예시를 실습

추가) BOM List

저번에 생각하고있던 구매 리스트를 작성하였다.

원래 알리, 아마존에서 구매를 했지만, 배송기간, 배달비를 생각을 했을때 너무 오랜기간 걸리고

많이 차이가 안나서 한국에서 주문을 했고, 바퀴는 한국이 많이 비싸길래 알리에서 주문을 했다.

바퀴가 두개기에 균형을 잡기위한 MPU6050

자율주행을 하다 속도가 불안정해지면 테스트의 변수가 많아지므로 안정적인 출력을 위해 3S(11.1V) Lipo 베터리 구매

이후 나머지는 전원, HSI 부분으로 나중에 물건이 도착하면 진행하도록 하겠다.

그 전까지는 시뮬레이션 사용

1. 워크스페이스 만들기

터미널에서 bumperbot_ws 라는 폴더를 만들고 이동해주자.

2. src 폴더 생성

src 라는 폴더를 생성

3. 워크스페이스 초기화

ROS 오버레이 - 모든 ROS 패키지와 코스를 따라 개발할 모든 새 패키지에 접근할 수 있다.

catkin_make

캣킨은 기본적인 빌드 도구이며 빌드 도구는 소스코드를 변환한다.

실행을 하게 되면 bulid, devel 이라는 폴더 생성 이 두 폴더는 소스 폴더에 있는 코드의 실행과 컴파일을 담당

4. ROS 패키지 생성

catkin_create_pkg bumperbot_examples roscpp rospy std_msgs 

src 파일로 이동해 위 명령어 실행

사용 방법은

#catkin_create_pkg [패키지 이름] [종속성 라이브러리]

roscpp: C++ 스크립트 내에서 ROS 기능을 사용가능 rospy: python 스크립트 내에서 ROS 기능을 사용가능 std_msgs: 정수문자열같은 정의 포함 라이브러리

# 잘못생성했을때
rm -rf [폴더이름]

폴더를 생성 후 들어가면 2개 폴더, 2개 파일 생성

CMakelists.txt 파일은 컴파일러가 어떻게 빌드하고 소스 코드를 실행 가능한 변환해야 하는 명령서 같은 것

package.xml - 라이브러리 종속성 표시

5. WS 다시 구축

buperbot_examples 폴더로 나와서 WS 를 다시 구축해주면 맨 처음과 나왔던 결과와는 다르게 출력된다.

6. WS 활성화

bumperbot 폴더가 ROS 오버레이로 인식 > devel 폴더에 자동으로 생성된 파일을 소싱

source setup.bash

이 명령어를 치면 WS가 활성화 된다.

이 작업을 통해 ROS가 bumperbot_examples 패키지를 알게 됐다 .

7. ROS 패키지 리다이렉션

devel 폴더에서 roscd bumperbot_examples를 실행했을때 해당 폴더로 이동한다면,

이 패키지가 정상적으로 인식되고 있음을 나타낸다.

주의점

터미널을 껏다가 다시 켰을때 roscd bumperbot_examples를 실행하게 되면 찾지 못한다고 나온다.

프로젝트를 실행할때 마다 패키지(bumperbot_examples)가 든 워크스페이스(bumperbot_ws) 에 찾아 가야한다.

터미널을 다시 실행시켰을 때 보면, roscd 명령어가 동작하지 않는다.

과정.md github

설치를 한 다음 Extension(확장) 에 들어간다.

들어가서 아래 5가지 항목을 다운로드

• C++

• python

• CMake CMake Tools

• XML XML Tools

• ROS

입력하고 맨 위에 있는 놈들을 다운로드 하면 된다.

VSCode를 사용하는 이유는 당연히 효율적으로 프로그램을 개발하기 위해서 이다.

그러고 터미널을 여러개로 나눠서 개발하기 위해 우분투(Ubuntu)에서 터미널 사용시 분할 윈도우 기능이 있는 Terminator라는 걸 설치했다.

ctrl + shift + e, o 가 동작을 안한다.

알고보니 바로 하면 안되고 terminator라는 명령어를 입력하면 된다.

그리고 ROS 사용하기 위한 설치 몇개 진행

# 로봇 제어를 위한 다양한 컨트롤러를 제공
sudo apt-get install ros-noetic-ros-controllers

# Gazebo 시뮬레이터에서 ROS 제어 기능을 사용할 수 있도록 지원
sudo apt-get install ros-noetic-gazebo-ros-control

# ROS 액션 라이브러리 관련 도구들을 설치
sudo apt-get install ros-noetic-actionlib-tools

# GUI를 사용하여 조인트 상태를 퍼블리시할 수 있도록 지원
sudo apt-get install ros-noetic-joint-state-publisher-gui

# 간단한 시뮬레이션 환경을 제공하는 ROS 패키지
sudo apt-get install ros-noetic-turtlesim

# 로봇의 위치 추정 및 로컬라이제이션을 위한 패키지
sudo apt-get install ros-noetic-robot-localization

# 조이스틱 입력을 처리하기 위한 ROS 패키지
sudo apt-get install ros-noetic-joy

# 조이스틱을 사용하여 로봇을 원격으로 조작할 수 있도록 지원
sudo apt-get install ros-noetic-joy-teleop

여기까지 하면 ROS 기본 세팅은 끝났다.

https://github.com/Kimseongbeen/Study/blob/master/ROS/readme.md 귀찮으면 위에 github에 복붙할수있게 적어놨다.

설치하려는데 CMD가 안열림

CMD 안열림 문제

언어가 english - united로 돼있는데, korea로 바꿔주자 https://code-lab1.tistory.com/309 내용에는 canada로 바꾸라했는데, 한글로 해도 된다.

근데 여기서 재시작하면 폴더 이름을 한글로 변경할건지 물어보는데 아니요를 권장합니다.

왜냐하면,, 한글은 미움받고있어요

root 권한 부여

cmd 열었고, 이후에 root 권한을 부여해 줘야 설치가 가능하다. https://prathapreddy-mudium.medium.com/vboxuser-is-not-in-the-sudoers-file-this-incident-will-be-reported-enable-sudo-in-ubuntu-resolved-305e7988c6bc 참고

sudo apt install ros-noetic-desktop-full

ROS 다운로드하는 명령어인데, 10분 넘게 걸립니다.

echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

설치가 완료가 되면 ROS를 cmd를 오픈할때마다 사용할수있게 환경변수 설정

설정을 하고 "roscode"를 입력해서 위와같은 문구가 뜨면 성공적으로 설치

ctrl + c 로 해제

그 뒤 라이브러리 설치 하고 마무리

본인 OS에 맞게 VirtualBox를 설치해준다 설정 건드리지 않고 다운로드 진행

Ubuntu 설치

설치 방법

두가지 방식이 있다.

Virtualbox 설치

말 그대로 virtualbox, 가상 환경을 만들고 그 환경에서 사용하는것

dual부팅 설치

이거는 남는 공간이 많을때 하는것이 좋다. 예를들어 아예안쓰는 D 드라이브가 있다면 그 D 드라이브 자체를 우분투 환경으로 만드는것인데,

현재 지금 Windows를 사용하고 있는사람들은 C에 Window OS를 설치해서 사용하는것을 우분투로 사용하는것과 같다.

방식 : Virtualbox 선택

dual 부팅을 하면 깔끔하지만, virtualbox가 익숙하므로 이대로 진행하겠다.

설치를 위해선 ISO가 필요하다

ubuntu 공식 다운로드

나는 20.04를 설치했는데 최근에 24 까지 나왔지만,, 항상 최신것을 사용하면 에러발생문제로 결국 안정된 버전으로 돌아온 기억이 있어서

예전 버전을 설치했다. ISO를 클릭해 설치해준다.

메모리 12G, CPU4개 할당해줬다. 시뮬레이션 돌릴거기고 하고, 사양이 괜찮으니까 많이주자.

어차피 아예 안쓰는 디스크를 할당했으므로 100기가 정도 낭낭하게 잡았다.

최소 20GB는 필요하다.

20분정도 기다리면 설치가 완료된다.