crane_x7_examples

CRANE-X7のためのパッケージ、 crane_x7 で用いるサンプルをまとめたパッケージです。

システムの起動方法

CRANE-X7の制御信号ケーブルを制御用パソコンへ接続します。 Terminalを開き、crane_x7_bringupのdemo.launchを起動します。 このlaunchファイルには次のオプションが用意されています。

• fake_execution (default: true)

実機を使用する/使用しない

簡易シミュレータを使う場合

実機無しで動作を確認する場合、 制御信号ケーブルを接続しない状態で次のコマンドを実行します。

roslaunch crane_x7_bringup demo.launch fake_execution:=true

物理演算やセンサを含めたシミュレーションは、 後述の「Gazeboを使う場合」の手順に従ってください。

実機を使う場合

実機で動作を確認する場合、 制御信号ケーブルを接続した状態で次のコマンドを実行します。

roslaunch crane_x7_bringup demo.launch fake_execution:=false

ケーブルの接続ポート名はデフォルトで/dev/ttyUSB0です。 別のポート名(例: /dev/ttyUSB1)を使う場合は次のコマンドを実行します。

roslaunch crane_x7_bringup demo.launch fake_execution:=false port:=/dev/ttyUSB1

Gazeboを使う場合

次のコマンドで起動します。実機との接続やcrane_x7_bringupの実行は必要ありません。

roslaunch crane_x7_gazebo crane_x7_with_table.launch

Run Examples

demo.launchを実行している状態で各サンプルを実行できます。

• gripper_action_example
• pose_groupstate_example
• joint_values_example
• cartesian_path_example
• crane_x7_pick_and_place_demo
• preset_pid_gain_example
• teaching_example
• joystick_example
• obstacle_avoidance_example
• servo_info_example
• pick_and_place_in_gazebo_example

gripper_action_example

ハンドを開閉させるコード例です。 このサンプルは実機動作のみに対応しています。

次のコマンドで45度まで開いて閉じる動作を実行します。

rosrun crane_x7_examples gripper_action_example.py

<img src=https://rt-net.github.io/images/crane-x7/gazebo_gripper_example.gif width=500px />

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pose_groupstate_example

group_stateを使うコード例です。

SRDFファイルcrane_x7_moveit_config/config/crane_x7.srdf に記載されているhomeとverticalの姿勢に移行します。

次のコマンドを実行します。

rosrun crane_x7_examples pose_groupstate_example.py

<img src=https://rt-net.github.io/images/crane-x7/gazebo_pose_groupstate.gif width=500px />

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joint_values_example

moveit_commanderを使用して、アームのジョイント角度を１つずつ変更させるコード例です。

次のコマンドを実行します。

rosrun crane_x7_examples joint_values_example.py

<img src= https://rt-net.github.io/images/crane-x7/gazebo_joint_values_example.gif width = 500px />

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cartesian_path_example

moveit_commanderでCartesian Path を生成し、手先で円を描くコード例です。

次のコマンドを実行します。

rosrun crane_x7_examples cartesian_path_example.py

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crane_x7_pick_and_place_demo

モノを掴む・持ち上げる・運ぶ・置くコード例です。

次のコマンドを実行します。

rosrun crane_x7_examples crane_x7_pick_and_place_demo.py

<img src = https://rt-net.github.io/images/crane-x7/bringup_rviz.gif width = 500px />

実機を使う場合

CRANE-X7から20cm離れた位置にピッキング対象を設置します。

<img src = https://rt-net.github.io/images/crane-x7/bringup.jpg width = 500px />

サンプルで使用しているこのオレンジ色のソフトボールはRT ROBOT SHOPのこちらのページから入手することができます。

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preset_pid_gain_example

crane_x7_controlのpreset_reconfigureを使うコード例です。 サーボモータのPIDゲインを一斉に変更できます。

プリセットはcrane_x7_control/scripts/preset_reconfigure.py にて編集できます。

次のコマンドを実行すると、preset_reconfigure.pyとpreset_pid_gain_example.pyのノードを起動します。

roslaunch crane_x7_examples preset_pid_gain_example.launch

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teaching_example

ティーチングのコード例です。X7のPIDゲインを小さくすることでダイレクトティーチングができます。

次のコマンドでノードを起動します。

roslaunch crane_x7_examples teaching_example.launch

以下のキー割当を参考に、キーボードから操作してください。

Teaching Mode

起動時のモードです。トルクOFF*状態です。

Action Mode

Teaching Modeから遷移します。トルクON*状態です。

• トルクのON / OFFはサーボモータのPIDゲインに小さい値をプリセットすることで実現しています。

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joystick_example

ジョイスティックでX7を動かすコード例です。 手先の位置・姿勢の変更、グリッパーの開閉、PIDゲインのプリセット、ティーチングができます。

ジョイスティックをPCに接続し、/dev/input/js0が存在することを確認してください。

次のコマンドでノードを起動します。

実機を使う場合

roslaunch crane_x7_examples joystick_example.launch

シミュレータを使う場合

シミュレータを使う場合は、エラーを防ぐためsimオプションを追加してください。

roslaunch crane_x7_examples joystick_example.launch sim:=true

キー割り当ての変更

デフォルトのキー割り当てはこちらです。ジョイスティックは Logicool Wireless Gamepad F710 を使っています。

<img src= https://rt-net.github.io/images/crane-x7/joystick_example_key_config.png width = 900px />

crane_x7_example/launch/joystick_example.launch 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。

 <node name="joystick_example" pkg="crane_x7_examples" type="joystick_example.py" required="true" output="screen">
    <!-- 使用するジョイスティックコントローラに合わせてvalueを変更してください -->
    <!-- ひとつのボタンに複数の機能を割り当てています -->
    <param name="button_shutdown_1" value="8" type="int" />
    <param name="button_shutdown_2" value="9" type="int" />

    <param name="button_name_enable" value="7" type="int" />
    <param name="button_name_home"  value="8" type="int" />

    <param name="button_preset_enable" value="7" type="int" />
    <param name="button_preset_no1" value="9" type="int" />

デフォルトのキー番号はこちらです。

<img src = https://rt-net.github.io/images/crane-x7/joystick_example_key_numbers.png width = 900px />

ジョイスティックのキー番号はトピック/joyで確認できます。

# ノードを起動する
roslaunch crane_x7_examples joystick_example.launch sim:=true

# 別のターミナルでコマンドを入力
rostopic echo /joy

# ジョイスティックのボタンを押す
header: 
  seq: 1
  stamp: 
    secs: 1549359364
    nsecs: 214800952
  frame_id: ''
axes: [0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]
buttons: [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
---

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obstacle_avoidance_example

ROSのServiceを使って、障害物の追加と障害物回避をするコード例です。

次のコマンドでノードを起動します。

roslaunch crane_x7_examples obstacle_avoidance_example.launch

このサンプルでは目標姿勢と障害物の大きさ・姿勢を定義したサービスファイルを使用します。

目標姿勢と障害物の大きさ・姿勢は crane_x7_examples/scripts/obstacle_client.pyを編集することで変更できます。 デフォルトでは、直方体の箱を障害物として設定しています。

    # 障害物を設定
    obstacle_name = "box"
    obstacle_size = Vector3(0.28, 0.16, 0.14)
    obstacle_pose_stamped = PoseStamped()
    obstacle_pose_stamped.header.frame_id = "/base_link"
    obstacle_pose_stamped.pose.position.x = 0.35
    obstacle_pose_stamped.pose.position.z = obstacle_size.z/2.0

安全のため障害物として床を設置しています。 不要であればcrane_x7_examples/scripts/obstacle_avoidance_example.py を編集してください。

    # 安全のため床を障害物として生成する
    floor_name = "floor"
    floor_size = (2.0, 2.0, 0.01)
    floor_pose = PoseStamped()
    floor_pose.header.frame_id = "/base_link"
    floor_pose.pose.position.z = -floor_size[2]/2.0
    scene.add_box(floor_name, floor_pose, floor_size)
    rospy.sleep(SLEEP_TIME)

moveitが障害物回避のパスを生成できない場合、X7は動作せず、次の目標位置に対するパスを計算します。 この場合、サーバからの返答はresult=Falseとなります。

<img src = https://rt-net.github.io/images/crane-x7/gazebo_obstacle_avoidance.gif width = 500px />

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servo_info_example

サーボモータ（joint）の情報を取得するコード例です。

次のコマンドでノードを起動します。

rosrun crane_x7_examples servo_info_example.py

このサンプルではグリッパーのモータcrane_x7_gripper_finger_a_jointのトピックを取得しています。

実行するとターミナル画面にモータの電流・位置・温度が表示されます。

# 表示例
 current [mA]: 0.0     dxl_position: 2634    temp [deg C]: 42.0  
 current [mA]: 2.69    dxl_position: 2634    temp [deg C]: 42.0  
 current [mA]: 0.0     dxl_position: 2634    temp [deg C]: 42.0  
 current [mA]: 0.0     dxl_position: 2634    temp [deg C]: 42.0  
 current [mA]: 2.69    dxl_position: 2634    temp [deg C]: 42.0
 ...

また、電流が一定値を超えるとグリッパーを開く（閉じる）処理を入れてます。 これにより、手でグリッパーを開く（閉じる）ことができます。

トピックの詳細については、crane_x7_control/README.mdを確認してください。

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pick_and_place_in_gazebo_example

Gazebo上のモノを掴む・持ち上げる・運ぶ・置くコード例です。

gripperをEffortControllerで制御するため、オプションを追加してGazeboを起動します。

roslaunch crane_x7_gazebo crane_x7_with_table.launch use_effort_gripper:=true

Gazebo起動後、次のコマンドでサンプルを実行します。

rosrun crane_x7_examples pick_and_place_in_gazebo_example.py

<img src = https://rt-net.github.io/images/crane-x7/gazebo_pick_and_place.gif width = 500px />

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