raspimouse_ros2_examples

Raspberry Pi Mouse examples

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raspimouse_ros2_examples

industrial_ci

Raspberry Pi MouseのROS 2サンプルコード集です。

ROS1のサンプルコード集はこちら。

Gazebo（シミュレータ）でも動作します。詳細はこちら。

Supported ROS 2 distributions

Requirements

  • Raspberry Pi Mouse

    • https://rt-net.jp/products/raspberrypimousev3/

    • Linux OS

      • Ubuntu server 24.04

    • Device Driver

    • ROS

    • Raspberry Pi Mouse ROS 2 package

      • https://github.com/rt-net/raspimouse2

  • Remote Computer (Optional)

    • ROS

    • Raspberry Pi Mouse ROS 2 package

      • https://github.com/rt-net/raspimouse2

Installation

$ cd ~/ros2_ws/src
# Clone package
$ git clone -b $ROS_DISTRO https://github.com/rt-net/raspimouse_ros2_examples.git

# Install dependencies
$ rosdep install -r -y --from-paths . --ignore-src

# Build & Install
$ cd ~/ros2_ws
$ colcon build --symlink-install
$ source ~/ros2_ws/install/setup.bash

License

このリポジトリはApache 2.0ライセンスの元、公開されています。 ライセンスについてはLICENSEを参照ください。

How To Use Examples

joystick_control

ジョイスティックコントローラでRaspberryPiMouseを動かすコード例です。

Requirements
How to use

次のコマンドでノードを起動します。

# Use F710
$ ros2 launch raspimouse_ros2_examples teleop_joy.launch.py joydev:="/dev/input/js0" joyconfig:=f710 mouse:=true

# Use DUALSHOCK 3
$ ros2 launch raspimouse_ros2_examples teleop_joy.launch.py joydev:="/dev/input/js0" joyconfig:=dualshock3 mouse:=true

# Control from remote computer
## on RaspberryPiMouse
$ ros2 run raspimouse raspimouse
## on remote computer
$ ros2 launch raspimouse_ros2_examples teleop_joy.launch.py mouse:=false

デフォルトのキー割り当てはこちらです。

Logicool Wireless Gamepad F710を使う場合はモード切替スイッチを D (DirectInput Mode)に設定します。

Configure

./config/joy_f710.yml、./config/joy_dualshock3.yml のキー番号を編集することで、キー割り当てを変更できます。

button_shutdown_1       : 8
button_shutdown_2       : 9

button_motor_off        : 8
button_motor_on         : 9

button_cmd_enable       : 4
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object_tracking

色情報をもとにオレンジ色のボールの追跡を行うコード例です。 USB接続のWebカメラとOpenCVを使ってボール追跡をします。

Requirements
Installation

Raspberry Pi Mouseにカメラマウントを取り付け、WebカメラをRaspberry Piに接続します。

How to use

次のスクリプトを実行して、カメラの自動調節機能（自動露光，オートホワイトバランス等）を切ります。

$ cd ~/ros2_ws/src/raspimouse_ros2_examples/config
$ ./configure_camera.bash

次のコマンドでノードを起動します。

$ ros2 launch raspimouse_ros2_examples object_tracking.launch.py video_device:=/dev/video0

カメラ画像はcamera/color/image_raw、物体検出画像はresult_imageというトピックとして発行されます。 これらの画像はRViz やrqt_image_view で表示できます。

画像を表示するとノードの動作が不安定になり、cmd_velや画像トピックが発行されないことがあります。

Configure

追跡対象の色を変更するには ./src/object_tracking_component.cpp を編集します。

物体検出精度が悪い時にはカメラの露光や関数内のパラメータを調整して下さい。

void Tracker::tracking(const cv::Mat & input_frame, cv::Mat & result_frame)
{
  cv::inRange(hsv, cv::Scalar(9, 100, 100), cv::Scalar(29, 255, 255), extracted_bin);  // Orange
  // cv::inRange(hsv, cv::Scalar(60, 100, 100), cv::Scalar(80, 255, 255), extracted_bin);  // Green
  // cv::inRange(hsv, cv::Scalar(100, 100, 100), cv::Scalar(120, 255, 255), extracted_bin);  // Blue
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object_tracking

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line_follower

ライントレースのコード例です。

Requirements
Installation

Raspberry Pi Mouseにライントレースセンサを取り付けます。

How to use

次のコマンドでノードを起動します。

$ ros2 launch raspimouse_ros2_examples line_follower.launch.py

Raspberry Pi Mouseをフィールドに置き、SW2を押してフィールド上のセンサ値をサンプリングします。

次に、センサとラインが重なるようにRaspberry Pi Mouseを置き、SW1を押してライン上のセンサ値をサンプリングします。

最後に、ライン上にRaspberry Pi Mouseを置き、SW0を押してライントレースを開始します。

もう一度SW0を押すとライントレースを停止します。

Configure

走行速度を変更するには./src/line_follower_component.cppを編集します。

void Follower::publish_cmdvel_for_line_following(void)
{
  const double VEL_LINEAR_X = 0.08;  // m/s
  const double VEL_ANGULAR_Z = 0.8;  // rad/s
  const double LOW_VEL_ANGULAR_Z = 0.5;  // rad/s
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line_follower

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camera_line_follower

RGBカメラによるライントレースのコード例です。

Requirements
Installation

Raspberry Pi Mouseにカメラマウントを取り付け、WebカメラをRaspberry Piに接続します。

How to use

次のコマンドでノードを起動します。

$ ros2 launch raspimouse_ros2_examples camera_line_follower.launch.py video_device:=/dev/video0

ライン上にRaspberry Pi Mouseを置き、SW2を押してライントレースを開始します。 停止させる場合はSW0を押します。

カメラ画像はcamera/color/image_raw、物体検出画像はresult_imageというトピックとして発行されます。 これらの画像はRViz やrqt_image_view で表示できます。

画像を表示するとノードの動作が不安定になり、cmd_velや画像トピックが発行されないことがあります。

ラインの検出精度が悪い場合はカメラの露光やホワイトバランスの調整を行ってください。

Parameters

  • max_brightness

    • Type: int

    • Default: 90

    • 画像の2値化のしきい値の最大値

  • min_brightness

    • Type: int

    • Default: 0

    • 画像の2値化のしきい値の最小値

  • max_linear_vel

    • Type: double

    • Default: 0.05

    • 直進速度の最大値

  • max_angular_vel

    • Type: double

    • Default: 0.8

    • 旋回速度の最大値

  • area_threshold

    • Type: double

    • Default: 0.20

    • 走行を開始するためのライン面積のしきい値

ros2 param set /camera_follower max_brightness 80

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SLAM

Raspberry Pi MouseでSLAMとNavigationを行うサンプルはrt-net/raspimouse_slam_navigation_ros2へ移行しました。

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direction_controller

IMUセンサを使用した角度制御のコード例です。

Requirements
Installation

LiDAR MountにIMUセンサモジュールを取り付けます。

Raspberry Pi Mouse にLiDAR Mountを取り付けます。

How to use

次のコマンドでノードを起動します。

$ ros2 launch raspimouse_ros2_examples direction_controller.launch.py

SW0 ~ SW2を押して動作モードを切り替えます。

  • SW0: ジャイロセンサのバイアスをキャリブレーションし、ラズパイマウスの方位角を0 radにリセットします

  • SW1: 方位角を0 radに維持する角度制御を開始します

    • SW0 ~ SW2を押すか、ラズパイマウス本体を横に傾けると終了します

  • SW2: 方位角を-π ~ π radに変化させる角度制御を開始します

    • SW0 ~ SW2を押すか、ラズパイマウス本体を横に傾けると終了します

Troubleshooting

IMUの接続が正常に行われない場合があります。 その時は、IMUのUSBケーブルを抜き差ししてください。 抜き差し実施後は、コマンドを再度実行してください。

Configure

パラメータで角度制御に使うPIDゲインを変更できます。

$ ros2 param set /direction_controller p_gain 10.0
Set parameter successful

$ ros2 param set /direction_controller i_gain 0.5
Set parameter successful

$ ros2 param set /direction_controller d_gain 0.0
Set parameter successful
Parameters

  • p_gain

    • Proportional gain of a PID controller for the direction control

    • default: 10.0, min:0.0, max:30.0

    • type: double

  • i_gain

    • Integral gain of a PID controller for the direction control

    • default: 0.0, min:0.0, max:5.0

    • type: double

  • d_gain

    • Derivative gain of a PID controller for the direction control

    • default: 20.0, min:0.0, max:30.0

    • type: double

  • target_angle

    • Target angle for the SW1 control mode.

    • default: 0.0, min:-π, max:+π

    • type: double

Publish topics

  • heading_angle

    • Heading angle of the robot that calculated from the IMU module sensor values.

    • type: std_msgs/Float64

Videos

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