Name		Name	Last commit message	Last commit date
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sobit_pro_control		sobit_pro_control
sobit_pro_description		sobit_pro_description
sobit_pro_library		sobit_pro_library
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SOBIT PRO

目次

概要
環境構築
- 環境条件
- インストール方法
　実行・操作方法
- 移動機構のみを使用する場合
- Rviz上の可視化
　ソフトウェア
- ジョイントコントローラ
- ホイルコントローラ
　ハードウェア
マイルストーン
参考文献

概要

SOBITSが開発した4輪独立ステアリング駆動式のモバイルマニピュレータ（SOBIT PRO）を動かすためのライブラリです．

Warning

初心者の場合，実機のロボットを扱う際に，先輩方に付き添ってもらいながらロボットを動かしましょう．

セットアップ

ここで，本レポジトリのセットアップ方法について説明します．

環境条件

まず，以下の環境を整えてから，次のインストール段階に進んでください．

System	Version
Ubuntu	20.04 (Focal Fossa)
ROS	Noetic Ninjemys
Python	3.8

Note

UbuntuやROSのインストール方法に関しては，SOBITS Manualに参照してください．

インストール方法

ROSのsrcフォルダに移動します．

$ roscd
# もしくは，"cd ~/catkin_ws/"へ移動．
$ cd src/

本レポジトリをcloneします．

$ git clone https://github.com/TeamSOBITS/sobit_pro

レポジトリの中へ移動します．
```
$ cd sobit_pro/
```
依存パッケージをインストールします．
```
$ bash install.sh
```

パッケージをコンパイルします．

$ roscd
# もしくは，"cd ~/catkin_ws/"へ移動．
$ catkin_make

実行・操作方法

SOBIT PROの起動する機能をパラメタとしてminimal.launchに設定します．

 <!-- Activate Mobile-Base (true), Arm (true), Head (true) -->
 <arg name="enable_mb"           default="true"/>
 <arg name="enable_arm"          default="true"/>
 <arg name="enable_head"         default="true"/>
 ...
 <arg name="open_rviz"           default="true"/>
 ...

Note

使用したい機能に応じて，trueかfalseかに書き換えてください．

minimal.launchというlaunchファイルを実行します．
```
$ roslaunch sobit_pro_bringup minimal.launch
```
[任意] デモプログラムを実行してみましょう．
```
$ rosrun sobit_pro_library test_controll_wheel.py
```

Note

SOBIT PROの動作方法に慣れるため，exampleフォルダを確認し，それぞれのサンプルファイルから動作関数を学びましょう．

移動機構のみを使用する場合

SOBIT PROの移動機構単体で動かすことができます．

minimal.launchの設定を次にように書き換えます．

<!-- Activate Mobile-Base (true), Arm (true), Head (true) -->
<arg name="enable_mb"           default="true"/>
<arg name="enable_arm"          default="false"/>
<arg name="enable_head"         default="false"/>

<!-- URG: lan-cable (true), usb-cable (false) -->
<arg name="urg_lan"             default="false"/>
...

minimal.launchというlaunchファイルを実行します．
```
$ roslaunch sobit_pro_bringup minimal.launch
```
[任意] デモプログラムを実行してみましょう．
```
$ rosrun sobit_pro_library test_controll_wheel.py
```

Note

URG(LiDAR)はLAN式通信の場合はtrueに，USB式通信の場合はfalseに設定してください．

Rviz上の可視化

実機を動かす前段階として，Rviz上でSOBIT PROを可視化し，ロボットの構成を表示することができます．

$ roslaunch sobit_pro_description display.launch

正常に動作した場合は，次のようにRvizが表示されます．

ソフトウェア

SOBIT PROと関わるソフトの情報まとめ

ジョイントコントローラ

SOBIT PROのパンチルト機構とマニピュレータを動かすための情報まとめです．

動作関数

moveToPose() : 決められたポーズに動かします．

bool moveToPose(
    const std::string& pose_name,               // ポーズ名
    const double sec = 5.0                      // 動作時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

[!NOTE] 既存のポーズはsobit_pro_pose.yamlに確認できます．ポーズの作成方法についてはポーズの設定方法をご参照ください．

moveAllJoint() : すべてのジョイントを任意の角度に動かします．

bool sobit::SobitProJointController::moveAllJoint (
    const double arm_shoulder_tilt_joint,       // 回転角度 [rad]
    const double arm_elbow_upper_tilt_joint,    // 回転角度 [rad]
    const double arm_elbow_lower_tilt_joint,    // 回転角度 [rad]
    const double arm_elbow_lower_pan_joint,     // 回転角度 [rad]
    const double arm_wrist_tilt_joint,          // 回転角度 [rad]
    const double hand_joint,                    // 回転角度 [rad]
    const double head_pan_joint,                // 回転角度 [rad]
    const double head_tilt_joint,               // 回転角度 [rad]
    const double sec = 5.0,                     // 回転時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

moveJoint() : 指定されたジョイントを任意の角度に動かします．

bool sobit::SobitProJointController::moveJoint (
    const Joint joint_num,                      // ジョイント名 (定数名)
    const double rad,                           // 回転角度 [rad]
    const double sec = 5.0,                     // 回転時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

[!NOTE] ジョイント名はジョイント名をご確認ください．

moveArm() : アームの関節を任意の角度に動かします．

bool sobit::SobitProJointController::moveArm(
    const double arm_shoulder_tilt_joint,       // 回転角度 [rad]
    const double arm_elbow_upper_tilt_joint,    // 回転角度 [rad]
    const double arm_elbow_lower_tilt_joint,    // 回転角度 [rad]
    const double arm_elbow_lower_pan_joint,     // 回転角度 [rad]
    const double arm_wrist_tilt_joint,          // 回転角度 [rad]
    const double sec = 5.0,                     // 回転時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

moveHeadPanTilt() : パンチルト機構を任意の角度に動かす．

bool sobit::SobitProJointController::moveHeadPanTilt(
    const double head_camera_pan,               // 回転角度 [rad]
    const double head_camera_tilt,              // 回転角度 [rad]
    const double sec = 5.0,                     // 移動時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

moveHandToTargetCoord() : ハンドをxyz座標に動かします（把持モード）．

bool sobit::SobitProJointController::moveHandToTargetCoord(
    const double target_pos_x,                  // 把持目的地のx [m]
    const double target_pos_y,                  // 把持目的地のy [m]
    const double target_pos_z,                  // 把持目的地のz [m]
    const double shift_x,                       // xyz座標のx軸をシフトする [m]
    const double shift_y,                       // xyz座標のy軸をシフトする [m]
    const double shift_z                        // xyz座標のz軸をシフトする [m]
    const double sec = 5.0,                     // 移動時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

moveHandToTargetTF() : ハンドをtf名に動かします（把持モード）．

bool sobit::SobitProJointController::moveHandToTargetTF(
    const std::string& target_name,             // 把持目的tf名
    const double shift_x,                       // xyz座標のx軸をシフトする [m]
    const double shift_y,                       // xyz座標のy軸をシフトする [m]
    const double shift_z                        // xyz座標のz軸をシフトする [m]
    const double sec = 5.0,                     // 移動時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

moveHandToPlaceCoord() : ハンドをxyz座標に動かします（配置モード）．

bool sobit::SobitProJointController::moveHandToPlaceCoord(
    const double target_pos_x,                  // 配置目的地のx [m]
    const double target_pos_y,                  // 配置目的地のy [m]
    const double target_pos_z,                  // 配置目的地のz [m]
    const double shift_x,                       // xyz座標のx軸をシフトする [m]
    const double shift_y,                       // xyz座標のy軸をシフトする [m]
    const double shift_z                        // xyz座標のz軸をシフトする [m]
    const double sec = 5.0,                     // 移動時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

moveHandToPlaceTF() : ハンドをtf名に動かします（配置モード）．

bool sobit::SobitProJointController::moveHandToPlaceTF(
    const std::string& target_name,             // 配置目的tf名
    const double shift_x,                       // xyz座標のx軸をシフトする [m]
    const double shift_y,                       // xyz座標のy軸をシフトする [m]
    const double shift_z                        // xyz座標のz軸をシフトする [m]
    const double sec = 5.0,                     // 移動時間 [s]
    bool is_sleep = true                        // 回転後に待機するかどうか
);

graspDecision() : ハンドに流れる電流値に応じて，把持判定が決まります． cpp bool sobit::SobitProJointController::graspDecision( const int min_curr = 300, // 最小電流値 const int max_curr = 1000 // 最大電流値 );
placeDecision() : ハンドに流れる電流値に応じて，配置判定が決まります． cpp bool sobit::SobitProJointController::placeDecision( const int min_curr = 500, // 最小電流値 const int max_curr = 1000 // 最大電流値 );

ジョイント名

SOBIT PROのジョイント名とその定数名を以下の通りです．

ジョイント番号	ジョイント名	ジョイント定数名
0	arm_shoulder_1_tilt_joint	ARM_SHOULDER_1_TILT_JOINT
1	arm_shoulder_2_tilt_joint	ARM_SHOULDER_2_TILT_JOINT
2	arm_elbow_upper_1_tilt_joint	ARM_ELBOW_UPPER_1_TILT_JOINT
3	arm_elbow_upper_2_tilt_joint	ARM_ELBOW_UPPER_2_TILT_JOINT
4	arm_elbow_lower_tilt_joint	ARM_ELBOW_LOWER_TILT_JOINT
5	arm_elbow_lower_pan_joint	ARM_ELBOW_LOWER_PAN_JOINT
6	arm_wrist_tilt_joint	ARM_WRIST_TILT_JOINT
7	hand_joint	HAND_JOINT
8	head_pan_joint	HEAD_PAN_JOINT
9	head_tilt_joint	HEAD_TILT_JOINT

ポーズの設定方法

sobit_pro_pose.yamlというファイルでポーズの追加・編集ができます．以下のようなフォーマットになります．

sobit_pro_pose:
        - { 
        pose_name: "pose_name",
        arm_shoulder_1_tilt_joint: 1.57,
        arm_elbow_upper_1_tilt_joint: 1.57,
        arm_elbow_lower_tilt_joint: 0.0,
        arm_elbow_lower_pan_joint: -1.57,
        arm_wrist_tilt_joint: -1.57,
        hand_joint: 0.0,
        head_pan_joint: 0.0,
        head_tilt_joint: 0.0
        }
    ...

ホイールコントローラ

SOBIT PROの移動機構を動かすための情報まとめです．

動作関数

controlWheelLinear() : 並進（直進移動・斜め移動・横移動）に移動させます．

bool sobit::SobitProWheelController::controlWheelLinear (
    const double distance_x,                    // x方向への直進移動距離 [m]
    const double distance_y,                    // y方向への直進移動距離 [m]
)

controlWheelRotateRad() : 回転運動を行う(弧度法：Radian)

bool sobit::SobitProWheelController::controlWheelRotateRad (
    const double angle_rad,                     // 中心回転角度 [rad]
)

controlWheelRotateDeg() : 回転運動を行う(度数法：Degree)

bool sobit::SobitProWheelController::controlWheelRotateDeg ( 
    const double angle_deg,                     // 中心回転角度 (deg)
)

ハードウェア

SOBIT PROはオープンソースハードウェアとしてOnShapeにて公開しております．

ハードウェアの詳細についてはこちらを確認してください．

パーツのダウンロード方法

Onshapeにアクセスしましょう．

[!NOTE] ファイルをダウンロードするために，OnShapeのアカウントを作成する必要はありません．ただし，本ドキュメント全体をコピーする場合，アカウントの作成を推薦します．

Instancesの中にパーツを右クリックで選択します．
一覧が表示され，Exportボタンを押してください．
表示されたウィンドウの中に，Formatという項目があります．STEPを選択してください．
最後に，青色のExportボタンを押してダウンロードが開始されます．

電子回路図

TBD

ロボットの組み立て

TBD

ロボットの特徴

項目	詳細
最大直進速度	0.7[m/s]
最大回転速度	0.229[rad/s]
最大ペイロード	0.35[kg]
サイズ (長さx幅x高さ)	450x450x1250[mm]
重量	16[kg]
リモートコントローラ	PS3/PS4
LiDAR	UST-20LX
RGB-D	Azure Kinect DK (頭部)，RealSense D405 (アーム)
IMU	LSM6DSMUS
スピーカー	モノラルスピーカー
マイク	コンデンサーマイク
アクチュエータ (アーム)	2 x XM540-W150, 6 x XM430-W320
アクチュエータ (移動機構)	4 x XM430-W320, 4 x XM430-W210
電源	2 x Makita 6.0Ah 18V
PC接続	USB

部品リスト（BOM）

部品	型番	個数	購入先
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マイルストーン

パラメタによるSOBIT PROと移動機構のみの切り替え
exampleファイルの修正
OSS
- ドキュメンテーションの充実
- コーディングスタイルの統一

現時点のバッグや新規機能の依頼を確認するためにIssueページをご覧ください．

参考文献