[2023 ROS 스터디] 임현진 #2주차 - ROS 도구

ROS에는 다양한 개발 도구들이 존재합니다. RViz, RQT, Gazebo 등이 존재하는데 하나 하나 자세히 알아보도록 하겠습니다.

RVIZ

- ROS의 3D 시각화툴

• 센서 데이터의 시각화
• 레이저 건리 센서(LDS)센서의 거리 데이터
• RealSense, Kinect, Xtion 등의 Depth Camera의 포인트 크라우드 데이터
• 카메라의 영상 데이터
• IMU 센서 의 관성 데이터 등..

• 카메라를 이용하여 RViz를 나타내면 다음과 같이 나타납니다. RViz를 통해서 depth 정보를 알 수 있는데, 가까운 거리는 빨간색으로 상대적으로 먼 거리는 파란색, 보라색 등으로 나타나는걸 볼 수 있습니다.

 

• 라이다 센서를 이용하여 RViz를 나타내면 다음과 같이 나타납니다. point cloud를 clustering 하여 앞에 물체가 있는지 없는지를 파악할 수 있습니다.

 

• IMU 센서를 이용하여 RViz를 나타내면 다음과 같이 나타납니다. 관성을 나타내는 센서 정보를 나타내고 주로 드론의 균형을 잡을 때 많이 사용합니다.
  
  

- 로봇 외형의 표시와 계획된 동작을 표현
- 네비게이션
- 매니퓰레이션
- 원격제어

 

RViz 설치 및 실행방법

• RViz 설치 : $ sudo apt-get install ros-kinetic-rviz
• RViz 실행 : $ rosrun rviz rviz , $ rviz

 

RViz의 화면 구성 (LDS의 경우)

 

RViz의 디스플레이 종류(2의 'ADD'를 클릭)

요약 : RViz를 이용하면 센서 및 로봇 관련 데이터 시각화가 매우 간단해집니다.

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RQT

- 플러그인 방식의 ROS의 종합 GUI 툴

- RQT 설치 및 실행

• RQT 설치 : $ sudo apt-get install ros-kinetic-rqt ros-kinetic-rqt-common-plugins
• RQT 실행 : rqt

- RQT 실습

• rqt_image_view
  • ubuntu 버전이 16.04인 경우 : $rosrun uvc_camera uvc_camera_node -> $ rqt
  • ubuntu 버전이 18.04인 경우 : $rosrun usb_cam usb_cam_node -> $rqt

(저의 경우는 우분투 버전이 18.04여서 18.04의 경우로 실습을 진행하였습니다.)

• ros명령어를 이용하여 정보들 들여다보기
  • rostopic list : 현재 등록된 topic들을 들여다 볼 수 있습니다.
  • rostopic echo /(토픽명) - rostopic echo /image_raw : 현재 전송되고 있는 메시지를 볼 수 있습니다.
  • rostopic info /(토픽명) - rostopic info /image_raw : 해당 topic에 관한 정보를 알 수 있습니다.
    ex) type, publisher, subscriber 등...

 

• rqt_graph
  1. $rosrun turtlesim turtlesim_node
  2. $rosrun turtlesim turtle_teleop_key
  3. $rosrun usb_cam usb_cam_node
  4. $rosrun image_view image_view image:=image_raw
  5. $rqt 또는 $rqt_graph

 

•  rqt_plot
  1. $rosrun turtlesim turtlesim_node
  2. $rosrun turtlesim turtle_teleop_key
  3. rqt 또는 rqt_plot /turtle/pose/

 

• rqt_bag
  1. $rosrun usb_cam usb_cam_node
  2. $rosbag record /image_raw : image_raw 메시지를 녹화할 수 있게됩니다.(저장)
  3. $rqt 또는 $rqt_bag : 녹화된 영상을 재생할 수 있습니다.

요약 : RQT를 이용하면 GUI 형태로 ROS 이용 가능, GUI TOOL 제작이 간단!

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3D Simulator : Gazebo

• Gazebo는 로봇 개발에 필요한 3차원 시뮬레이션을 위한 로봇, 센서, 환경 모델 등을 지원하고 물리 엔진(ODE)을 탑재하여 실제와 근사한 결과를 얻을 수 있는 3차원 시뮬레이터 입니다.
• Gazebo는 최근에 나온 오픈 진영 시뮬레이터 중 가장 좋은 평가를 받고 있고, 미국 DAPRA Robotics Challenge의 공식 시뮬레이터로 선정되어 개발에 더욱 박차를 가하고 있기 때문입니다.
• ROS에서는 그 태생에 Player/Stage, Gazebo를 기본 시뮬레이터로 사용하고 있기 때문에, ROS와의 호완성도 매우 좋습니다.

요약 : 시뮬레이션이 필요하면 ROS와 연동하기 쉬운 Gazebo 사용!

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이기종 디바이스 간의 통신

• 이기종 디바이스 간의 통신을 하기 전에 ROS 환경 설정을 간단하게 해줍니다.
  - gedit로 bashrc 파일을 편집합니다.

gedit ~/.bashrc

       - 아래의 내용을 삽입합니다.

alias eb=‘gedit ~/.bashrc'
alias sb='source ~/.bashrc'
alias cw='cd ~/catkin_ws'
alias cs='cd ~/catkin_ws/src'
alias cm='cd ~/catkin_ws && catkin_make'
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
export ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311
export ROS_HOSTNAME=localhost
#export ROS_MASTER_URI=http://192.168.1.100:11311
#export ROS_HOSTNAME=192.168.1.100

• ifconfig명령어를 이용하여 자신의 ip주소를 알아낸 후, bashrc파일에서 ROS_MASTER_URI에 적혀있는 localhost를 지우고 보내는 사람의 ip주소를 적고, ROS_HOSTNAME에 적혀있는 localhost를 지우고 받는 사람의 ip주소를 적어줍니다. 그렇게 되면 이기종 디바이스간의 통신이 가능해집니다.

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이번 시간에는 ROS에서 사용하는 다양한 도구들에 대해서 알아보았습니다. ROS에서는 복잡한 데이터를 GUI로 표현해주는 다양한 도구들을 제공해주고 있으며, 우리는 이를 활용하여 여러 작업을 손쉽게 할 수 있으며, 무엇보다 시각화가 가능하여 정보를 한눈에 파악 할 수 있습니다.

Chatper4와 Chapter5에 대한 내용은 개인 블로그에 정리를 해놓았습니다.

Chapter4

https://jinistudy.tistory.com/5

ROS Study - ROS의 중요 컨셉

Chapter5

https://jinistudy.tistory.com/6

ROS Study - ROS 명령어