新工作：制作一个送咖啡机器人——第一周

发表于 分类于 阅读次数：

来北京一个月，一直蜗居在一个小屋里，没有钱花+前途迷茫的感觉真是浑身难受。
我现在的任务是接手之前几个客座生的项目，用Turtlebot做一个送咖啡机器人。第一周的时间用来搭建一个完整的demo

0x01 ROS系统

不用买什么书，建议直接在官方的翻译很烂的Tutorials中学习。需要掌握的基本知识有：

  • 安装ROS
  • 配置环境
  • 文件系统工具 rospack roscd `
  • catkin管理工具包 （因为我经常使用 catkin_make_isolate 所以我在 ~/.bash_alias 中添加了一行alias make_robot='cd ~/project/catkin_ws ; catkin_make_isolated --install --use-ninja ; cd -'）
  • 节点(node) roscore rosnode list/info/ping rosrun
  • 话题(Topic) 键盘/代码控制小乌龟到处跑， rqt_graph rqt_plot rostopic echo rostopic list -v rostopic type rosmsg show rostopic pub [topic] [msg_type] [args]
  • 服务/参数 rosservice list/type/call rossrv rosparam list/get/set/dump/load
  • 调试/运行 rqt_console rqt_logger_level roslaunch

0x02 SLAM: Cartographer ROS for TurtleBots

我按照官方教程没有出错，可能因为我这边原生ipv6翻墙。如果在catkin_make_isolated这一步出问题了，可以看这篇。

装完以后记得运行一下官方教程的demo。

前面说的Cartographer ROS for TurtleBots的文档只有安装和使用demo的教程，完整的文档在Cartographer ROS里。Google问题之前先看完文档

——Cartographer 中出现的问题——

(1) 清理旧的编译文件

在我的笔记本上测试没问题后，安装到机器人的过程中却出了一个BUG。
error: ‘cartographer_ros_msgs::SubmapQuery::Request’ has no member named ‘submap_index’
在 github 中有一篇Issue提到了这个问题， 原因是师兄留给我的电脑中有老版本的cartographer_ros没有定义submap_index，在我重新安装的时候除了冲突。
解决方案是在 catkin_make_isolated 之前 clean 一下目录（我不会clean所以把除了src之外的目录都删掉了-_-）

(2) 在ubuntu 16.04下，执行到 rosdep install 的时候报错

1
2
3
4
5
$ rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro=${ROS_DISTRO} -y
ERROR: the following packages/stacks could not have their rosdep keys resolved
to system dependencies:
ceres-solver: No definition of [eigen] for OS version []
cartographer: No definition of [eigen] for OS version []

我把这行命令后面加上 --os=ubuntu:xenial 问题解决

1
2
$ rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro=${ROS_DISTRO} -y --os=ubuntu:xenial
#All required rosdeps installed successfully

我提交了一个issue，因为是rosdep的原因，被关闭了。

0x03 Lidar: rplidar

直接按照官方教程装好，测试可用

Robot roslaunch rplidar_ros rplidar_robot.launch
notebook roslaunch cartographer_ros demo_lidar.launch

0x04 底盘 Turltlebot-kobuki

基本的安装、使用方法这都有《Kobuki入门教程》

roslaunch kobuki_keyop safe_keyop.launch

0x05 kobuki + rplidar + Cartographer 实时构建地图

前面三个工具包调试成功以后，我们就可以用键盘控制kobuki移动，用rplidar采集数据通过Cartographer 实时构建地图啦。

《ROS与SLAM入门教程-cartographer在Turltlebot的应用3-构建地图》可以参考（里面好像有点小错误）。需要注意的是，新增加的turtlebot_lidar.launch和turtlebot_lidar_2d.launch是根据原有的turtlebot.launch和turtlebot_urg_lidar_2d.launch修改而来的，同学们可以用diff命令查看他们的区别。

0x06 Cartographer-Turltlebot + rplidar + move_base 实时建图 + 自动导航

之前师兄用的 Cartographer-ROS，搞得比较麻烦，Cartographer-Turltlebot 都封装好了，会更方便一些。直接运行这个launch文件就可以在 rviz 里面用2d nav goal导航了。其中，因为雷达不是安装在机器人的正中间，所以rplidar_robot.launch是在原来的rplidar.launch的基础上添加了一个tf；yocs_velocity_smoother是个平滑器（如果一个节点发布速度命令不能保证其平滑度，在节点和cmd_vel_mux之间增加这个平滑器）；move_base的那些参数是师兄遗留下来的，我还没看>_<

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
<launch>

<!-- rplidar -->

  <include file="$(find rplidar_ros)/launch/rplidar_robot.launch">
  </include>

<!-- !rplidar -->


<!-- yocs_velocity_smoother -->

  <include file="$(find yocs_velocity_smoother)/launch/velocity_smoother.launch">
    <arg name="config_file"           value="yocs_velocity_smoother_param.yaml"/>
    <arg name="nodelet_manager_name"  value="mobile_base_nodelet_manager"/>
    <arg name="raw_cmd_vel_topic"     value="cmd_vel"/>
    <arg name="smooth_cmd_vel_topic"  value="cmd_vel_mux/input/navi"/>
  </include>

<!-- !yocs_velocity_smoother -->

  <node pkg="move_base" type="move_base" respawn="false" name="move_base" output="screen">
    <rosparam file="$(find ltrobot2dnav)/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="global_costmap" />
    <rosparam file="$(find ltrobot2dnav)/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="local_costmap" />
    <rosparam file="$(find ltrobot2dnav)/local_costmap_params.yaml" command="load" />
    <rosparam file="$(find ltrobot2dnav)/global_costmap_params.yaml" command="load" />
    <rosparam file="$(find ltrobot2dnav)/base_local_planner_params.yaml" command="load" />
    <param name="controller_frequency"  type="double"   value="3.0"/>
  </node>

<!-- cartographer turtlebot_lidar_2d.launch -->

  <include file="$(find cartographer_turtlebot)/launch/turtlebot_lidar.launch">
    <arg name="configuration_basename" value="turtlebot_urg_lidar_2d.lua" />
  </include>

<!-- !cartographer -->

</launch>

0x07 其它

整个机器人基本能正常使用了，没有加优化效果感觉也还不错。机器人在接近障碍的时候可能会原地转一圈（可能是不知道自己用的是雷达而不是双目摄像头吧>_<）。

英语好的可以看这个很牛逼的教程《做一个送咖啡机器人》