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箱庭 ROS シミュレータ

TOPPERSプロジェクト箱庭WGでは，IoT／クラウドロボティクス時代の仮想シミュレーション環境である『箱庭』の研究開発を進めています．

本リポジトリでは，箱庭上で ROS 2 プログラムのシミュレーションを簡単にお試しできる環境を公開しています．

本ページでは，ネイティブのLinux環境（WSL2含む）での動作手順を示します．Docker 環境での利用手順は README.md をご参照ください．

想定する PC 環境

  • Windows 環境: Windows 10/11 with Ubuntu 20.04 LTS on WSL2/WSLg
  • Linux 環境: Ubuntu 20.04 LTS

PC環境の準備

ROS 2 Foxy のインストール

次のページに従って ROS 2 Foxy をインストールしてください．

https://docs.ros.org/en/foxy/Installation/Ubuntu-Install-Debians.html

箱庭環境のインストール

必要なパッケージをインストールします．

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y g++ python3-colcon-common-extensions

Unity 環境

  • Unity Hub 3.1.1 以降
  • Unity Editor 2021.3.0f1
    • Unity Hub の「Installs > Install Editor」画面に本バージョンが表示されない場合は，Unity Dowonload Archive の本バージョンの "Unity Hub" をクリックしてインストールできます．

本リポジトリのclone

Windows 環境では，操作は全てWSL2/Linuxのシェル上で行います．WSL2のファイルシステム配下（/home/${USER}/以下）ではなくWindowsファイルシステム配下（/mnt/c/以下）で実行してください．

ターミナルで下記を実行して本リポジトリをcloneしてください．

git clone --recursive https://github.com/toppers/hakoniwa-ros2sim.git

シミュレータの導入手順

ターミナルを2個起動します（以降の説明では，ターミナルAおよびターミナルBと呼びます）．

ターミナルAでROS 2のワークスペースに移動し，箱庭のROS環境をインストールします．

cd ros2/workspace
bash hako-install.bash

Unity プロジェクトを開く

Unity Hubを起動し，右上の「開く」をクリックして、先ほどクローンしたROS対応版箱庭ソース上の以下のディレクトリを指定します．

場所：ros2/unity/tb3

起動すると，以下の画面が表示されます．

この状態で、画面左下にある「プロジェクトビュー」の「Assets/Scenes」を選択すると、画面下に「Toppers_Course」というシーンがありますので，これをダブルクリックしましょう．

以下のようにコースが表示されます．

シミュレータの実行手順

次の対象を例題として実行手順を説明します．

  • ROS 側の制御プログラム：src/tb3/src/tb3ctrl.cpp
  • Unity側のロボット：TB3RoboModel

準備

ターミナルAでの操作

ターミナルAでROS-TCP-ENDPOINTを起動しましょう．

cd ros2/workspace
bash launch.bash

ターミナルBでの操作

ターミナルBでROS2プログラムを起動しましょう．

cd ros2/workspace
bash run.bash tb3 TB3RoboModel

Unityのシミュレーション開始する

Unityのシミュレーション開始ボタンをクリックすると，以下の起動画面が出てきます．

この状態で，Unity側の「開始」ボタンをクリックすると箱庭のシミュレーション開始し，TurtleBot3が動き出します．

動作例

動作例

この動画の各ウィンドウは，それぞれ次の通り対応しています．

  • 右上：ターミナルA
  • 右下：ターミナルB
  • 左：Unity

Contributing

本リポジトリで公開している「箱庭 ROS シミュレータ」について，ご意見や改善の提案などをぜひ こちらのGitHub Discussions でお知らせください．改修提案の Pull Requests も歓迎いたします．

謝辞

  • TurtleBot3 の Unity パッケージの設計と作成にあたっては，宝塚大学 東京メディア芸術学部 吉岡章夫准教授および学部生の杉崎涼志さん，木村明美さんにご協力いただきました．
  • TurtleBot3 のUnity アセットは，株式会社ロボティズ様より提供いただいたデータを基に作成しています．ご協力いただき深く感謝いたします．

ライセンス

TOPPERSライセンスで公開しています．
著作権者はTOPPERSプロジェクト箱庭ワーキンググループです．詳細はLICENSE.mdをご参照ください．