TurtleBot3 Friends: Pizza

実環境での動作検証

実環境	Rviz

実環境	Rviz

Gazebo環境での動作検証

Gazebo環境 + Rviz

Gazebo環境 + Rviz

セットアップ手順（Quick Start Guide）

1. 環境設定

Turtlebot3の新FriendsモデルのPizzaを利用するためには、まずTurtleBot3の基本的な設定を行う必要があります。そのため、TurtleBot3のe-Manualの「Quick Start Guide」に従って、セットアップを行ってください。ただし、以下の変更点に注意してください。

1.1. PC Setupについて

Pizzaは現時点で、ROS Noeticに対応していますので、「Quick Start Guide」の「Noetic」ブランチを選択してください。

1.1.4. Install TurtleBot3 Packagesの変更点

ここでは、必要なROSパッケージをインストールしますが、今回はDebianのバイナリパッケージを使わずに、ROBOTIS日本支店の公式GitHubからダウンロードします。以下の手順通りにセットアップを進めてください。

$ sudo apt remove ros-noetic-dynamixel-sdk
$ sudo apt remove ros-noetic-turtlebot3-msgs
$ sudo apt remove ros-noetic-turtlebot3
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src/
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/DynamixelSDK.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git
$ git clone -b noetic-jp-devel https://github.com/ROBOTIS-JAPAN-GIT/turtlebot3_jp_custom
$ cd ~/catkin_ws && catkin_make
$ echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

3.2. SBC Setupについて

Pizzaモデルでは、Raspberry Pi 4Bの代わりにNUC11を使いますので、e-Manualに書いてあるステップを省略し、以下のような手順でセットアップを行います。

NUCにUbuntu 20.04をインストールします。
ROS Noeticをインストールします。
Turtlebot3の必要なパッケージをインストールします。

$ sudo apt remove ros-noetic-dynamixel-sdk
$ sudo apt remove ros-noetic-turtlebot3-msgs
$ sudo apt remove ros-noetic-turtlebot3
$ mkdir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src/
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/DynamixelSDK.git
$ git clone -b noetic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git
$ git clone -b noetic-jp-devel https://github.com/ROBOTIS-JAPAN-GIT/turtlebot3_jp_custom
$ cd ~/catkin_ws && catkin_make
$ echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

3.3. OpenCR Setupの変更点

OpenCRのセットアップは、NUCを通して行います。

OpenCRをmicro USBケーブル経由でNUCに繋げてください。
Debianパッケージをインストールするステップを飛ばします。（NUCにはarmではなくamdなので、大丈夫です）
OPENCR_MODELをpizza_noeticに指定します。

$ export OPENCR_PORT=/dev/ttyACM0
$ export OPENCR_MODEL=pizza_noetic
$ rm -rf ./opencr_update.tar.bz2

ファームウェアをダウンロードして、解凍します。

$ wget https://github.com/ROBOTIS-JAPAN-GIT/OpenCR_jp_custom/releases/download/v1.0.0/opencr_update_jp_custom.tar.bz2
$ tar -xvf opencr_update_jp_custom.tar.bz2

OpenCRにファームウェアをアップロードします。

$ cd ./opencr_update
$ ./update.sh $OPENCR_PORT $OPENCR_MODEL.opencr

Turtlebot3 Pizzaのファームウェアが正しくアップロードされたら、以下のようなメッセージが出力されます。

2. ネットワーク設定

通常のTurtleBot3では、分散処理を前提としているため、SBCであるRaspberry Piをmaster pcには設定していませんでした。ですが、PizzaではNUCをmaster pcとし、SSH経由でのコマンド実行およびRVizでの描画を行うためのリモートPCを用意することになりますので、以下のように設定してください。

Note NUCはRaspberry Piに比べて処理能力が高いため、TB3のSBC側でメイン処理（SLAMやNavigation）を行うような構成になっています。

NUC（master PC）側

NUC PCが繋がれたWIFIのIPアドレスを取得します。

$ ifconfig

「wlp2s0」の「inet addr」に書いてある192.168.X.XXXのようなIPをメモしておきます。

Note 192.168.X.XXXの「X」という文字を各PCのIPに応じて変更してください。

「~/.bashrc」のファイルにROS IPを設定します。

$ nano ~/.bashrc

ドキュメントの一番下に以下のように書きます。

export ROS_MASTER_URI=http://192.168.X.XXX:11311
export ROS_HOSTNAME=192.168.X.XXX

以上2行を追加したら、ファイルを保存するため、Ctrl+s（保存）の次にCtrl+x（戻る）を押します。
最後にROS IPの変更点をターミナルに反映させます。

$ source ~/.bashrc

リモートPC（remote PC）側

前のNUC PCのIPアドレスを確認し、メモしておきます。（192.168.X.XXX）
リモートPC側のIPアドレスをifconfigのコマンドで確認して、メモしておきます。（192.168.X.YYY）
「~/.bashrc」のファイルにROS IPを設定します。

$ nano ~/.bashrc

ドキュメントの一番下に以下のように書きます。

export ROS_MASTER_URI=http://192.168.X.XXX:11311
export ROS_HOSTNAME=192.168.X.YYY

以上2行を追加したら、ファイルを保存するため、Ctrl+s（保存）の次にCtrl+x（戻る）を押します。
最後にROS IPの変更点をターミナルに反映させます。

$ source ~/.bashrc

3. 追加レポジトリの設定

Turtlebot3のPizzaモデルには、デフォルトとして「Realsense D435」のデプスカメラと「Sick Tim571」のLiDARが付けてあります。それそれのレポジトリのセットアップ手順を説明します。

Warning 以下の手順はNUC側に行われます。

カメラ設定

まず、必要なパッケージをインストールします。

ROS Wrapper for Intel® RealSense™ Devices（公式サイトより）

$ sudo apt-get install ros-$ROS_DISTRO-realsense2-camera
$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/ROBOTIS-JAPAN-GIT/realsense-ros_jp_custom
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

Note realsense-rosの設定手順のついて詳しく公式のGitHubに参照してください。

次に、シミュレーション環境でもRealsense D435を使えるように、次のレポジトリもダウンロードします。

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/pal-robotics/realsense_gazebo_plugin
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

LiDAR設定

Sick Timのudev rulesの追加とともに、レポジトリをコンパイルします。

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/ROBOTIS-JAPAN-GIT/sick_tim_jp_custom
$ cd sick_tim
$ sudo cp debian/udev /etc/udev/rules.d/81-sick-tim3xx.rules
$ sudo udevadm control --reload-rules
$ cd ~/catkin_ws
$ cakin_make

Note sick_timの公式GitHubとの差分はTim571のシミュレーション環境にも対応しています。

そして、LANケーブルでNUCに繋げるので、IPの設定も行います。

まず、Ubuntuの方の設定について、次の手順になります。

LiDARのIPを確認し、メモしててください

Note デフォルトでIPは「192.168.0.1」になっていますが、別のIPアドレスを設定する必要な場合は、SICK公式サイトにて、IPの更新方法を確認してください。

Ubuntuで「Settings／設定」のプログラムを開きます。
「Network／ネットワーク」に移動して、「Wired／有線」の一覧を確認します。
その最初の箱にあるマスミのイコンを押します。
IPv4に移動して、「IPv4 Method」はデフォルトで「Automatic (DHCP)」になっているところ、「Manual」を選択します。
「Address」の中に、「Address」を「192.168.X.XXX」に、「Netmask」を「255.255.255.0」に、Gateway「192.168.X.1」にします。

Note LiDARのIPに応じて、「X」の部分を更新します。そして、「XXX」の部分は、LiDARのIPと一致してはなりません。例えば、LiDARのIPは「192.168.0.1」の場合、「1」以外に「0~255」の間に番後を選択してください。

次に、「sick_tim571_2050101.launch」(~/catkin_ws/src/sick_tim)のlaunchファイルをつぎのように書き換えます。

更新前

    <!-- Uncomment this to enable TCP instead of USB connection; 'hostname' is the host name or IP address of the laser scanner
    In cases where a race condition exists and the computer boots up before the TIM is ready, increase 'timelimit.'
         <param name="hostname" type="string" value="192.168.0.1" />
         <param name="port" type="string" value="2112" />
         <param name="timelimit" type="int" value="5" />
    -->

更新後

    <!-- Uncomment this to enable TCP instead of USB connection; 'hostname' is the host name or IP address of the laser scanner
    In cases where a race condition exists and the computer boots up before the TIM is ready, increase 'timelimit.' -->
         <param name="hostname" type="string" value="192.168.X.XXX" />
         <param name="port" type="string" value="2112" />
         <param name="timelimit" type="int" value="5" />

Note value="192.168.X.XXXの「X」の文字をLiDARのIPに応じて、更新します。例えば、デフォルトでLiDARのIPは「192.168.0.1」の場合、value="192.168.0.1"のままで大丈夫です。（別のIPアドレスを設定する必要な場合は、SICK公式サイトにて、IPの更新方法を確認してください。）

シミュレーション環境（Gazebo）

TurtleBot3 PizzaにはGazeboという物理演算を考慮したシミュレーション環境も備えています。基本的に、シミュレーションのパッケージをダウンロードするだけで、すぐに使えます。

$ cd ~/catkin_ws/src/
$ git clone -b noetic-jp-devel https://github.com/ROBOTIS-JAPAN-GIT/turtlebot3_simulations_jp_custom
$ git clone https://github.com/robotics-upo/lightsfm
$ cd lightsfm
$ make
$ sudo make install
$ cd ~/catkin_ws && catkin_make

動かしてみましょう！

実機

ここまでで環境のセットアップは完了となります。これから、TurtleBot3 Pizzaモデルを実際に動かしてみましょう。動作手順は、e-Manualの「Bring-Up」と同じになります。

Note sshよりNUCに繋ぐとき、NUCのIPアドレス（192.168.X.XXX）を使用することになります。

Turtlebot3のモデルを選択します

$ export TURTLEBOT3_MODEL=pizza
$ export TURTLEBOT3_PLAT=false

Note 新しい端末をたちが得るたびに、以上のコマンドを実行する必要があります。そして、pizza以外にも、burger, waffle_pi, big_wheel等というモデルもあります。

まずNUC側でroscoreを起動します。

$ roscore

NUC側でTurtlebot3 Pizzaのbring-upコマンドを実行します。

$ roslaunch turtlebot3_bringup turtlebot3_robot.launch

必要であれば、リモートPC側でTeleOPを実行します。

$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

SLAM (地図生成) + Navigation

通常のTurtleBot3と同じ手順で実行できますので、公式のe-Manualの「SLAM」や「Navigation」に従って進めてください。

シミュレーション

シミュレーションも通常のTurtleBot3と同じ手順で実行できますので、e-Manualの「1.1.2. Launch Simulation World」に従って進めてください。

$ export TURTLEBOT3_MODEL=pizza
$ export TURTLEBOT3_PLAT=false
$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_empty_world.launch

Note empty_world以外にも、house, simulation, stage_1などという環境もあります。そして、ROBOTIS日本支店カスタムのワールドもあります。現時点では、turtlebot3_jp_world_empty, turtlebot3_jp_world_static, turtlebot3_jp_world_dynamic, turtlebot3_jp_world_corridor_pedestrianの4種類のワールドを用意しています。

モデル名	画像
turtlebot3_jp_world_static
turtlebot3_jp_world_dynamic
turtlebot3_jp_world_corridor_pedestrian
turtlebot3_jp_world_corridor_pedestrian (rgbd)

ハードウェア関係

部品リスト（BOM）

部品名	型番	個数	購入リンク
Dynamixel xm540-w150-r	902-0134-000	2	here
OpenCR1.0	903-0257-000	1	here
NUC 11 Pro Kit NUC11TNHv7	BNUC11TNHV70000	1	here
TiM571-2050101	1075091	1	here
Realsense d435	---	1	here
車輪(5inch)	---	2	here
なめらかオムニホイール（Φ55mm）	4571398310089	2	here
アルミフレーム	CAF5-2020-400	4	here
アルミフレーム	CAF5-2020-360	6	here
アルミフレーム	CAF5-2020-170	4	here
アルミフレーム	CAF5-2020-100	5	here
回り止付ハードブラケットSS	SFK-N58T	52	here
マキタ互換バッテリー BL1490 14.4v 9Ah	BL1490	1	here
バッテリー18 vドック	B08X73Z7RP	1	here
スラスト針状ころ軸受	BA0821	4	here
シェル形ニードルベアリング	TLA810Z	2	here
金属ワッシャ	TWSSS16-4-1	4	here
黄銅スペーサー	BRB-435CE	2	here
六角穴付きボルト	CSH-SUS-M5-10	6	here
六角穴付きボルト	CSH-SUS-M4-16	2	here
六角穴付きボルト	SBCB3-8	2	here
六角穴付きボルト	CSH-SUS-M2.5-20	8	here
六角穴付きボルト	CSH-SUS-M2.5-12	8	here
六角穴付ボルト UNC	CSH-SUS-UNC1/4-7/16	8	here
六角穴付き皿ボルト	CSHCS-BR-M4-10	21	here
六角穴付き皿ボルト	CSHCS-BR-M4-8	5	here
六角穴付き皿ボルト	CSHCS-ST-M2.5-8	16	here
六角穴付き皿ボルト	SHFBS3-10	2	here
ナット	LBNR4	4	here
ナット	LBNR2.5	8	here
黄銅ローレットツマミ	NB-310EA-N	4	here
SF20 TナットSS（先入れ）	SFB-012	26	here
クッションコーナーガード	EA983FE-72	4	here
---	---	---	here
---	---	---	here

3Dモデルの参照

詳細なパーツのリストとモデルの設計は、Turtlebot3 Friends: PizzaのOnShapeドキュメントで確認できます。

モデルの特徴

項目	Pizza	Big Wheel
最大直進速度	0.35 m/s	0.50 m/s
最大回転速度	1.49 rad/s	3.41 rad/s
最大ペイロード		30kg
サイズ（長さ x 幅 x 高さ）	434.94mm x 489.10mm x 261.54mm	281mm x 306mm x 170.30mm
重量
乗り上げ可能高さ
動作時間
充電時間
コンピュータ	NUC10i7FNHN	Raspberry Pi
MCP	Intel® Core™ i7-10710U Processor (12M Cache, up to 4.70 GHz)	32-bit ARM Cortex®-M7 with FPU (216 MHz, 462 DMIPS)
リモートコントローラ	-	-
アクチュエータ	XM540-W150	XM430-W210
LiDAR	SICK TiM571	360 Laser Distance Sensor LDS-01 or LDS-02
カメラ	Realsense D435	Realsense D435
IMU	Gyroscope 3 Axis	Gyroscope 3 Axis
	Accelerometer 3 Axis	Accelerometer 3 Axis
供給入力端子		3.3V / 800mA, 5V / 4A, 12V / 1A
I/Oピン		GPIO 18 pins, Arduino 32 pin
周辺機器		UART x3, CAN x1, SPI x1, I2C x1, ADC x5, 5pin OLLO x4
DINAMIXELポート	RS485 x 3, TTL x 3	RS485 x 3, TTL x 3
オーディオ	複数ブザービート使用可能	複数ブザービート使用可能
LED使用可能	User LED x 4	User LED x 4
LEDステータス	Board status LED x 1, Arduino LED x 1, Power LED x 1	Board status LED x 1, Arduino LED x 1, Power LED x 1
ボタンとスイッチ	Push buttons x 2, Reset button x 1, Dip switch x 2	Push buttons x 2, Reset button x 1, Dip switch x 2
バッテリ	マキタ互換バッテリー BL1490 14.4v 9Ah	Lithium polymer 11.1V 1800mAh / 19.98Wh 5C
PC接続	USB	USB
ファームウェア更新	USB経由, JTAG経由	USB経由, JTAG経由
電力アダプタ	Input : 100-240V, AC 50/60Hz, 1.5A @max, Output : 12V DC, 5A	Input : 100-240V, AC 50/60Hz, 1.5A @max, Output : 12V DC, 5A

TurtleBot3のROBOTIS e-Manual

ROBOTIS e-Manual for TurtleBot3

TurtleBot3に関するオープンソース関連

turtlebot3
turtlebot3_jp_custom
turtlebot3_msgs
turtlebot3_simulations
turtlebot3_simulations_jp_custom
dynamixel_sdk
OpenCR-Hardware
OpenCR

TurtleBot3に関するドキュメントと動画

ROBOTIS e-Manual for TurtleBot3
ROBOTIS e-Manual for Dynamixel SDK
Website for TurtleBot Series
e-Book for TurtleBot3
Videos for TurtleBot3

Provide feedback

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

README_tb3_pizza_jp.md

README_tb3_pizza_jp.md

TurtleBot3 Friends: Pizza

実環境での動作検証

Gazebo環境での動作検証

セットアップ手順（Quick Start Guide）

1. 環境設定

2. ネットワーク設定

3. 追加レポジトリの設定

シミュレーション環境（Gazebo）

動かしてみましょう！

実機

シミュレーション

ハードウェア関係

部品リスト（BOM）

3Dモデルの参照

モデルの特徴

TurtleBot3のROBOTIS e-Manual

TurtleBot3に関するオープンソース関連

TurtleBot3に関するドキュメントと動画

Files

README_tb3_pizza_jp.md

Latest commit

History

README_tb3_pizza_jp.md

File metadata and controls

TurtleBot3 Friends: Pizza

実環境での動作検証

Gazebo環境での動作検証

セットアップ手順（Quick Start Guide）

1. 環境設定

2. ネットワーク設定

3. 追加レポジトリの設定

シミュレーション環境（Gazebo）

動かしてみましょう！

実機

シミュレーション

ハードウェア関係

部品リスト（BOM）

3Dモデルの参照

モデルの特徴

TurtleBot3のROBOTIS e-Manual

TurtleBot3に関するオープンソース関連

TurtleBot3に関するドキュメントと動画