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Warning

本ロボット，及び本リポジトリはサポートされて間もないため，今後も頻繁に大きく改良される可能性があります．

SOBIT LIGHT

目次

1. 概要
2. 環境構築
   • 環境条件
   • インストール方法
3. 　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
4. 　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
5. 　ハードウェア
   • パーツのダウンロード方法
   • 電子回路図
   • ロボットの組み立て
   • ロボットの特徴
   • 部品リスト（BOM）
6. マイルストーン
7. 参考文献

概要

SOBITSが開発したカチャカを用いたモバイルマニピュレータ（SOBIT LIGHT）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． また，SOBIT LIGHTの使用はDockerの使用を必須とすることに留意してください．

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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．

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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	22.04 (Jammy Jellyfish)
ROS	Humble Hawksbill
Python	3.10

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．

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インストール方法

• SOBIT LIGHTを使用したい開発環境，またはDocker内で行う内容

  1. ROSのsrcフォルダに移動します．

     $ cd ~/colcon_ws/src/

  2. 本レポジトリをcloneします．

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

  3. レポジトリの中へ移動します．

     $ cd sobit_light/

  4. 依存パッケージをインストールします．

     $ bash install.sh

  5. パッケージをコンパイルします．

     $ cd ~/colcon_ws/
     $ colcon build --symlink-install
     $ source ~/colcon_ws/install/setup.sh

• ローカルで行う内容(2回目以降は4だけで良い)

  1. Kachaka APIをgit clone

     $ cd
     $ git clone https://github.com/TeamSOBITS/kachaka-api.git

  2. KachakaのIPアドレスを確認 Kachakaが起動していることを確認して，Kachakaに「ねぇカチャカ，IPアドレスを教えて」と声で指示してください．
     するとKachakaからIPアドレスが読み上げられる．
  3. デフォルトでKachakaのコマンドとなるように登録

     $ echo 'alias kachaka="cd ~/kachaka-api/tools/ros2_bridge && ./start_bridge.sh "' >> ~/.bashrc

  4. Kachaka用のDockerコンテナを作成

     $ kachaka XXX.XXX.XX.XX
     

     ※ XXX.XXX.XX.XXはカチャカのIPアドレスにしてください。

Note

ここで作成したコンテナに関して，もしカチャカのIPアドレスが変わった場合は一度Dockerコンテナを消して1から行ってください．

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実行・操作方法

1. minimal.launchというlaunchファイルを実行します．

   $ ros2 launch sobit_light_bringup minimal.launch.py

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Rviz2上の可視化

実機を動かす前段階として，Rviz2上でSOBIT LIGHTを可視化し，ロボットの構成を表示することができます．

$ ros2 launch sobit_light_description display.launch.py

正常に動作した場合は，次のようにRvizが表示されます．

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ソフトウェア

SOBIT LIGHT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 LIGHT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．

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動作関数

1. 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_light_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．

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

   bool sobit::SobitProJointController::moveAllJointsRad (
       const double arm_shoulder_pitch_joint,       // 回転角度 [rad]
       const double arm_elbow_upper_pitch_joint,    // 回転角度 [rad]
       const double arm_elbow_lower_pitch_joint,    // 回転角度 [rad]
       const double arm_elbow_lower_yaw_joint,     // 回転角度 [rad]
       const double arm_wrist_pitch_joint,          // 回転角度 [rad]
       const double hand_joint,                    // 回転角度 [rad]
       const double head_yaw_joint,                // 回転角度 [rad]
       const double head_pitch_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
   );

3. moveJointRad() : 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::moveJointRad (
       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．

4. moveArmRad() : アームの関節を任意の角度に動かします．

   bool sobit::SobitProJointController::moveArmRad(
       const double arm_shoulder_pitch_joint,       // 回転角度 [rad]
       const double arm_elbow_upper_pitch_joint,    // 回転角度 [rad]
       const double arm_elbow_lower_pitch_joint,    // 回転角度 [rad]
       const double arm_elbow_lower_yaw_joint,     // 回転角度 [rad]
       const double arm_wrist_pitch_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
   );

5. moveHeadRad() : パンチルト機構を任意の角度に動かす．

   bool sobit::SobitProJointController::moveHeadRad(
       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
   );

6. 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
   );

7. 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
   );

8. 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
   ); 

9. 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
   );

10. 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 );

11. 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 );

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ジョイント名

SOBIT LIGHT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_roll_joint	kArmShoulderRollJoint
1	arm_shoulder_pitch_joint	kArmShoulderPitchJoint
2	arm_shoulder_pitch_sub_joint	kArmShoulderPitchSubJoint
3	arm_elbow_pitch_joint	kArmElbowPitchJoint
4	arm_forearm_roll_joint	kArmForearmRollJoint
5	arm_wrist_pitch_joint	kArmWristPitchJoint
6	arm_wrist_roll_joint	kArmWristRollJoint
7	hand_joint	kHandJoint
8	head_yaw_joint	kHeadYawJoint
9	head_pitch_joint	kHeadPitchJoint

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ポーズの設定方法

TODO!

sobit_light_joint_controller.pyのPoseを定義しているところで設定する．
poses.namesのリストに定義したいPose名を追加，その後poses.(定義したPose名)のリストに各ジョイントの角度を設定する．

ホイールコントローラ

SOBIT LIGHTの移動機構を動かすための情報まとめです．

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動作関数

1. 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]
   )

2. 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]
   )

3. 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)
   )

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ハードウェア

SOBIT LIGHT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．

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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

1. 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．

2. Instancesの中にパーツを右クリックで選択します．
3. 一覧が表示され，Exportボタンを押してください．
4. 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．
5. 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．

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電子回路図

TBD

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ロボットの組み立て

TBD

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ロボットの特徴

TBD

項目	詳細

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部品リスト（BOM）

TBD

部品	型番	個数	購入先
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マイルストーン

• [o] 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
• Abundant update

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．

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参考文献

• Kachaka API
• Dynamixel SDK
• ROS Humble
• ROS2 Control
• ROS2 Control Gazebo

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