둥's 이것저것

1. Building Packages

패키지의 dependencies 설정이 완료되면 패키지를 빌드할 수 있다.

내용을 진행하기에 앞서 환경설정 파일(setup.bash)을 source하도록 하자.

 * 리눅스 환경 설정 파일들은 수정하기만 한다고 바로 내용이 적용되는 것이 아니다. 새로운 환경설정 내용을 바로 적용하기 위해서

    source 명령어가 사용된다.

1.1 Usung catkin_make

catkin_make는 CMake 작업환경에서 cmake와 make가 합쳐진 도구로 볼 수 있다.

catkin_make를 사용하지 않는다면 아래와 같은 과정을 각각의 CMake프로젝트에 대해 수행하게 된다.

해당 CMake 프로젝트의 폴더 안에서 build 디렉터리를 생성하고 cmake .. 와 make 단계를 진행하게 된다.

하지만 catkin_make를 사용하면 catkin 프로젝트 안에서 아래와 같이 진행할 수 있다.

위의 명령어를 통해 catkin프로젝트의 src폴더를 찾아 빌드를 진행하게 된다. 패키지의 소스코드가 다른 폴더(예를들어 my_src라는 폴더)에 들어있다면 catkin_make 는 다음과 같이 사용될 수 있다.

1.2 Building Your Package

 이전 게시물에서 catkin workspace와 beginner_tutorials 패키지를 생성하였다. catkin_ws로 이동하여 src디텍터리의

내용을 확인하면 CMakeLists.txt 파일과 beginner_tutorials 디렉터리를 확인할 수 있다.

앞의 게시물에서 beginner_tutorials 디렉터리 아래에 catkin_create_pkg가 생성한 파일들을 담아 놓았다.

이제 catkin_make를 사용하여 이 패키지를 빌드하자.

catkin_ws 디렉터리에서 아래 명령어를 입력한다.

그럼 해당 디렉터리에 build폴더가 생기며 빌드가 완료된다.

(build파일이 생기는 것을 확인하지 못했으면 폴더를 삭제 후 다시 catkin_make를 해보자.)

1. What makes up a catkin Package?

우선 내용을 다루기 전에 ROS에서 자주 등장하는 catkin이 무엇인지 알아보자.

Catkin은 ROS의 빌드 시스템으로 볼 수 있고 패키지들을 효율적으로 빌드하여 다른 상황에서 쉽게 사용될 수 있도록 한다.

ROS는 CMake를 ROS에 맞도록 특화면 catkin 빌드 시스템을 만들었다.

그럼 CMake는 무엇인가?

CMake는 플랫폼과 독립적으로 Build Process를 기술한 파일로 특정 IDE나 특정 빌드 도구에 한정되어 하나의 형식으로

한정되는(예를들어 Visual Studio의 sln/vcproj를 다른 플랫폼에서 바로 빌드할 수 없음) 문제점들을 CMake를 통해

해결할 수 있다.

ROS의 패키지들이 catkin package로 다뤄지기 위해선 몇가지 조건이 필요하다.

* 패키지는 반드시 catkin을 따르는 .xml파일이 필요하다.

   패키지.xml 파일은 패키지에 대한 메타 정보를 제공한다.

   (메타정보 : 데이터를 효율적으로 이용하기 위해 설명해놓은 정보)

* 패키지는 반드시 catkin을 사용하는 CMakeLists.txt 파일을 포함하고 있어야 한다.

* 각각의 패키지는 각각의 폴더를 갖고 있어야 한다.

   이는 다수의 패키지들이 같은 경로를 공유할 수 없다는 것을 의미한다.

2. Packages in a catkin Workspace

catkin 패키지들은 catkin workspace를 통해 사용하는 것이 좋지만 catkin 패키지만을 독립적으로 빌드할 수 있다.

workspace는 아래와 같은 형태를 갖는다.

튜토리얼을 시작하기 전에 새로운 empty catkin workspace를 만들자.

(참고: wiki.ros.org/catkin/Tutorials/create_a_workspace)

3. Creating a catkin Package

새로운 catkin package를 만들기 위한 catkin_create_pkg 스크립트 사용법을 다루고 이를 통해 할 수 있는 작업을 다룬다.

우선 위의 과정에서 생성한 empty catkin workspace에서의 경로에서 source 경로로 이동한다.

'beginner_tutorials'라는 새로운 패키지를 생성하기 위해 std_msgs, roscpp, rospy에 의존적인

catkin_create_pkg 스크립트를 사용한다.

위의 과정을 통해 package.xml, CMakeLists.txt 등이 담긴 beginner_tutorials 폴더를 생성하게 되고

catkin_create_pkg 패키지에 부여한 정보들을 통해 설정되게 된다.

우리는 [depend1], [depend2], [depend3]에 의존적인 package_name 패키지를 생성한 것이다.

4. Building a catkin workspace and sourcing the setup file

이제 catkin workspace의 패키지를 빌드해보자.

이를 진행하면 devel 디렉터리 안에 /opt/ros/melodic 안에 있는 내용들과 유사한 구조의 파일들이 생성되게 된다.

workspace를 ROS 환경에 추가하기 위해 아래 내용을 진행한다.

5. Package Dependencies

5.1 First-order dependencies

앞에서 catkin_create_pkg 패키지를 사용할때 몇가지 의존성을 설정하였다(roscpp, rospy, std_msgs).

이들은 rospack tool을 통해 확인할 수 있다.

위의 내용을 통해 rospack은 catkin_create_pkg를 실행할 때 사용되는 arguments들을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

이러한 의존성(dependencies)는 package.xml 파일에 저장되게 된다.

5.2 Indirect Dependencies

대부분의 경우 하나의 dependency는 각각의 dependencies를 갖고 있는데 예를들어 rospy 패키지는 다음과 같은

dependencies를 갖는다.

그리고 패키지들은 다수의 직접적이지 않은(Indirect) dependencies를 갖는데 rospack을 통해 이들을 확인할 수 있다.

6. Customizing Your Package

catkin_create_pkg를 통해 실행되는 파일들을 살피며 각각의 Customizing을 통해 패키지를 설정한다.

6.1 Customizing the package.xml

새로운 패키지 안의 package.xml 파일이 실행된다.  package.xml을 살펴보자.

6.1.1 description tag

.xml 파일의 line5에 위치한 description 부분을 수정한다. 문장은 짧게 구성되어야 하고 짧게 구성하기 힘든 경우

분할하여 작성하여야 한다.

6.1.2 maintainer tags

이는 다른 사람들이 패키지와 관련하여 어떻게 컨텍할 수 있을지 표기하는 부분이다. 적어도 하나의 maintainer tag가 요구되고

maintainer의 이름은 tag의 중앙부에 위치시킨다.

혹은 이메일을 남기기도 한다.

6.1.3 license tags

open source 라이센스나 소프트웨어 라이센스 등을 표시한다.

6.1.4 dependencies tags

dependencies는 build_depend, buildtool_depend, exec_depend, test_depend 로 나뉘어진다.

자세한 내용은 wiki.ros.org/catkin/package.xml#Build.2C_Run.2C_and_Test_Dependencies 를 참고하자.

위의 과정에서 std_msgs, roscpp, rospy를 catkin_create_pkg 패키지의 arguments로 설정하였으므로

다음과 같이 표시된다.

catkin 에서의 buildtool_depend를 디폴트로 하여 지정한 dependencies들이 표시된다.

우리의 경우 지정한 dependencies들이 빌드과정과 실행과정에서 모두 사용 가능하기를 원하므로 exec_depend 태그를

추가해준다.

6.1.5 Final package.xml

최종적인 xml 파일의 형태를 확인한다.

6.2 Customizing the CMakeLists.txt

위의 과정을 통해 package.xml 파일은 당신의 package에 맞게 최적화되었다.

CMakeLists.txt 파일은 ROS 코드를 빌드하는 과정을 통해 변경되게 될 것이다.

이렇게 ROS Package를 생성하는 과정을 진행하였다.

최종 목표는 터틀봇3를 이용한 지도작성과 네비게이션으로

pc의 원격 제어로 터틀봇을 제어하여 특정 공간의 지도를 작성하고 터틀봇이 지정된 위치로

이동할 수 있게 하는 것이다.

우선 원격으로 제어하게 될 PC에는 Ubuntu16.04 Xenial Xerus(LTS)와 ROS(Kinetic Kame)을 설치하였고

터틀봇의 라즈베리파이를 이용하여 리눅스 라즈비안OS를 사용하였다.

1. 터틀봇3의 의존성 패키지를 설치하여주고 터틀봇3의 패키지까지 설치하여 준다.

2. 앞의 과정과 똑같이 터틀봇에 탑재된 PC(라즈베리파이)에도 의존성 패키지와 터틀봇3의

   패키지들을 설치하여 준다.

3. 네트워크 설정 맞추기

   Remote PC의 IP를 ifconfig  혹은 hostname -I(대문자 알파벳 I)를 통해 알아낸다.

   그리고 ~/.bashrc 파일의 ROS_HOSTNAME 및 ROS_MASTER_URI를 설정해주는데

   gedit ~/.bashrc  를 통해 수정이 가능하고 아니면 nano ~/.bashrc  에서 Alt+/  을 눌러 가장 밑으로 가서

   수정하여 주는 방법이 있다.

   가장 아래의 값에

   export ROS_HOSTNAME=192.168.0.100  (여기의 IP는 위에서 찾은 Remote PC의 IP)

   export ROS_MASTER_URI=http://${ROS_HOSTNAME}:11311

   을 입력해 준다.

   다음은 터틀봇PC의 IP값을 확인해준다.(이때 Remote PC와 터틀봇PC는 같은 네트워크에 연결되어있어야 한다.)

   그리고 위와 같은 방법으로 ~/.bashrc를 수정하여 주는데 이때

   export ROS_HOSTNAME=192.168.0.103  

   export ROS_MASTER_URI=http://192.168.0.100:11311

   로 HOSTNAME에는 원래 터틀봇PC의 아이피주소를 적어주고

   MASTER_URI에는 RemotePC의 아이피 주소를 넣어주도록 한다.

    -> ~/.bashrc의 수정이 끝났으면

         $ source ~/.bashrc    를 통해 저장하는것을 잊지말자!

4. 터틀봇 원격 조종하기

   (1) RemotePC에서 명령창을 띄운 후 $ roscore   을 실행시켜준다.

   (2) 터틀봇PC에서 turtlebot3_robot.launch 런치파일 실행

      // $ export TURTLEBOT3_MODEDL=waffle_pi

      $ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch

   (3) RemotePC에서 turtlebot3_remote.launch  런치파일 실행

      $ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_remote.launch

   (4) RemotePC에서 turtlebot3_teleop_key 런치파일 실행

      $ export TURTLEBOT3_MODEL=waffle_pi

      $ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

  여기까지 완료하면 RemotePC쪽에 w / a s d / x  를 이용하여 터틀봇을 조종할 수 있도록 뜨게된다.

(이 과정에서 방화벽이 해지되어있는지 확인하여야하고 이 과정이 잘 진행되지 않는다면

  터틀봇 PC에서   $ sudo ufw disable     을 통해 방화벽을 해지시켜줘야한다.)

위의 과정들을 진행하면서 터틀봇pc와 remotePC를 모두 사용해야하는 불편함이 있다.

나의 경우 터틀봇pc(라즈베리파이)에 키보드와 마우스, 모니터를 연결하여 사용하면서

동시에 remotePC에서도 조작을 하여야했기에 굉장히 책상 위가 번잡해지는 불편함이 있었는데

SSH통신을 통해 이를 해결할 수 있었다.

다음은 RemotePC에서 TurtlebotPC를 원격으로 접속할 수 있는 방법이다.

그러기 위해서 두 PC를 같은 네트워크에 연결하고

RemotePC에서

$ ssh pi@192.168.0.100   을 입력하여 준다.

여기서 pi는 turtlebotPC의 커맨드창에 보면

작업자이름@작업환경 :     이 표시되게 되는데 이 때 작업자 이름을 나타내고

뒤의 IP주소는 TurtlebotPC의 IP 주소이다.

Intel의 Realsense D435i 카메라를 ROS에서 실행시키는 과정이다.

카메라를 PC에 연결시킨다.

이 때, USB3.0 포트를 사용하여 연결을 진행한다.

가장 먼저 카메라가 잘 작동하는지 확인해보기 위해 Realsense-Viewer 프로그램을 통해 실행상태를 확인해본다.

* Realsense Driver 설치

# server's public key 등록
sudo apt-key adv --keyserver keys.gnupg.net --recv-key F6E65AC044F831AC80A06380C8B3A55A6F3EFCDE || sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-key F6E65AC044F831AC80A06380C8B3A55A6F3EFCDE

# 서버추가(Ubuntu 18.04)
sudo add-apt-repository "deb http://realsense-hw-public.s3.amazonaws.com/Debian/apt-repo bionic main" -u

# 라이브러리 설치
sudo apt-get install librealsense2-dkms
sudo apt-get install librealsense2-utils

# Debug Package, Developer 설치(선택사항)
sudo apt-get install librealsense2-dev
sudo apt-get install librealsense2-dbg

# ROS Package 설치
sudo apt-get install ros-$$ROS_VER-realsense2-camera

# realsense-viewer 실행
realsense-viewer

여기까지 진행하면 아래와같은 화면이 출력되고 카메라가 제대로 연결되었음을 확인할 수 있다.

그럼 이제 realsense-viewer을 종료하고 다음 코드를 실행한다.

roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch filters:=pointcloud

실행 결과 현재

control_transfer returned error, index: 768, error: Resource temporarily unavailable, number: 61

위의 문구가 출력되고 있다.

문제가 발생한 것 같은데 자세한 원인은 더 찾아봐야 한다.

여기까지 진행되었으면 rviz  를 입력하여 실행시킨다.

PointCloud2 를 Add 시켜준 후 Topic에 경로를 지정해준다.

그래도 아직 상단부분에 Global Status 부분에 에러가 발생한 것을 확인할 수 있다.

그럼 위와 같은 방식으로 Axes 를 추가해준다.

마지막으로 Global Options 에서 Fixed Frame을 Map 이 아닌 camera_color_frame으로 변경하면

3차원 거리정보의 Point Cloud가 보이게 된다.

1. 패키지와 키 업데이트

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

sudo apt update

2. ROS Melodic 설치

sudo apt install ros-melodic-desktop-full

3. rosdep 설치 및 초기화

sudo apt-get install python-pip

sudo pip install -U rosdep

sudo rosdep init

*** 아래 부분은 sudo가 붙지 않는다. (나중에 권한 문제가 생길 수 있다.)

rosdep update

4. 환경설정

echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

5.  패키지 작성을 위한 툴 설치

sudo apt-get install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential

6. 작업공간 세팅 및 초기화

mkdir -p catkin_ws/src

cd catkin_ws/

catkin_make

이제 roscore을 입력하여 실행시켜보자.