ME5621 Mobile  Robot control 

ME5621 Mobile Robot control - Điều khiển Robot tự hành

Chiều Thứ 4, Tiết 7-9 12h30-15h00 ,  Mã lớp học trên team:   Teamcode :  6tg9n9e 

TỔNG HỢP TÀI LIỆU GOOGLE DRIVE : https://drive.google.com/drive/folders/1jGV8k945jdnORT2_e1FR3VAYauOunl0J?usp=sharing

Project cuối kỳ:  

Tìm hiểu về xe tự lái trong cuộc thi bosch-future-mobility-challenge  

 https://bosch-future-mobility-challenge-documentation.readthedocs-hosted.com/data/hardwaresetupofcar.html

(Nhóm từ 2-3 thành viên (không nhiều hơn 3, không ít hơn 2, bạn nào lẻ phải chủ động tự tìm nhóm để ghép vào):

NỘP ONLINE  BÁO CÁO và ký xác nhận:

Các bạn tải file lên Link Google Drive Folder trong đó  cha thuyết minh đồ án, bản vẽ, code lập trình, video chạy thực tế, ....

Chú ý: Đặt tên file hay folder HọTên_MSSV  ví dụ, NguyenVanA_20180012

            Độ dài: 8 - 10 trang, Có trang phân công nhiệm vụ từng thành viên của nhóm.

NHỚ BẬT CHẾ ĐỘ SHARE  sau đó chia sẻ link lên Google sheet sau:

D9 -204, Chiều Thứ 4, Tiết 7-9, 12h30-15h00  DANH SÁCH NHÓM TÌM HIỂU XE TỰ LÁI

File google drive

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1NFPeTyS1XX-VEXMwno1XZ_GA3CGfTPBXMNRgEiCNduE/edit?usp=sharing


Mẫu báo cáo cuối kỳ:

https://docs.google.com/document/d/1JDUE5Kima3DLZJdCL-pFhql79XD1H6R4n0R3FZappww/edit?usp=sharing

Mẫu Slide: 

2. Yêu cầu

- Tiểu luận báo cáo  8-10  trang  (nộp) 

+ Giới thiệu đề tài 

+ Phương pháp giải quyết vấn đề

+ Các kết quả đạt được

+ Kết luận 

3. Tính điểm giua ky va cuoi ky

https://bosch-future-mobility-challenge-documentation.readthedocs-hosted.com/data/computer/setup.html


-  Chay full BFMC file control.py, ket noi dieu khien tu may tinh 30 ( Trung bình 10)  

-  Chay full BFMC file control.py 27 (Trung bình 9)  

-  Chay mo phong turtle bot 24 (Trung bình 8)  

-  Cai dat chay Ubuntu va Ros 21 (Trung bình 7)  

Diem danh tich cuc di hoc + 0.5 


Giữa kỳ: Kiểm tra tiến độ hoàn thành Micromouse Robot 

I. Bài Tập thực hành môn học:

Các bạn copy code file matlab hoặc chụp ảnh minh chứng và nộp  lên  Assignment microsoft team. 

Chú ý: Đặt tên file hay folder HọTên_MSSV  ví dụ, NguyenVanA_20180012

Hướng dẫn cài đặt:

https://sites.google.com/view/bblab/teaching/me5621_mobilerobotcontrol


Bài 1:  Cài đặt UBUNTU và ROS 1

Các bạn chụp ảnh màn hình máy tính đã chạy ubuntu  và ROS Version nộp lên Team


  https://vinasupport.com/huong-dan-cai-dat-hdh-ubuntu-20-04-lts/

https://learn.microsoft.com/en-us/windows/wsl/install-manual#step-4---download-the-linux-kernel-update-package

https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads

          Cài Ubuntu trên máy ảo Virtual Box

https://www.linuxvmimages.com/images/ubuntu-1804/

https://www.linuxvmimages.com/images/ubuntu-2004/


 Một số bạn không kết nối được wifi, tìm hiểu cách khắc phục trên mạng nhé. Link tham khảo:

https://www.reddit.com/r/Ubuntu/comments/lbl0l5/can_windows_dual_boot_be_messing_with_my_wifi_card/

https://itsfoss.com/fix-no-wireless-network-ubuntu/

Các bạn chạy máy ảo thiết lập trong Virtual machine: 

menu/ edit/ Networksetting -> Advanced setting : Bridge network   : VmA0

In Ubuntu machine file: Select connect to VmA0

Set manual IP in Ubuntu system: 

IP4   Manual   Adress 10.13.82.xxx    Netmask 255.255.255.0


trong VirtualBox

Chọn Devices/Networks/ Network Setttings

Adapter1/ Attached to : Bridged Adapter

Name :..... wireless

Advanced: Allow all, Cable Connected


Sau đó Chọn Devices/Networks/Connect Network Adapter

 2. Cài đặt hệ điều hành ROS tương ứng với phiên bản ubuntu 18 hoăc 20 :

http://wiki.ros.org/ROS/Installation

ROS Noetic Ninjemys

Released May, 2020

Latest LTS, supported until May, 2025

Recommended for Ubuntu 20.04 

Tạo thư mục cho các dự án ROS

http://wiki.ros.org/catkin/Tutorials/create_a_workspace

Kiểm tra phiên bản Ubuntu 

~$lsb_release -a 

ROS:   ~$ rosversion -d

Nếu hiện noetic thì chạy lệnh như ở dưới, nếu khác ví dụ melodic thì thay từ noetic -> melodic

Cài đặt ros controller :

sudo apt-get install ros-noetic-ros-control ros-noetic-ros-controllers

Kiem tra bien moi truong: 

$ printenv | grep ROS

$ source /opt/ros/noetic/setup.bash

Sửa  file : gedit ~/.bashrc 

Thêm dòng: source /opt/ros/noetic/setup.bash

Bài2:  Tự học 21 bài cơ bản Beginer level trong ROS De hieu ban chat cua ROS

http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials

Các bạn chụp ảnh màn hình máy tính đã chạy thành công luu lai thay kiem tra


Bài 3:  Cài đặt và chạy Turtle bot simulation

Các bạn chụp ảnh màn hình máy tính đã chạy được chương trình  luu lai thay kiem tra

Tạo catkin space:

http://wiki.ros.org/catkin/Tutorials/create_a_workspace

$ mkdir -p ~/tenmuondat_ws/src

$ cd ~/catkin_ws/src   

Vào thư mục source để tải package bạn cần chạy về ví dụ turtle bot3 simulation

~/catkin_ws/src$ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git

~/catkin_ws/src$ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_simulations.git

Tải xong vào thư mục src thì các bạn ra thư mục work space

$ cd ~/catkin_ws/

Bạn nào báo lỗi thiếu package thì chạy lệnh sau để tự động cài package còn thiếu: 

rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y

Sau đó chạy: 

 ~/catkin_ws/$  catkin_make                       (Biên dịch gói turtble bot ra thư mục build và devel để chạy ) 

 ~/catkin_ws/$  source devel/setup.bash     ( Để khai báo với hệ thống gói package vừa cài đặt) 

Muốn hệ thống tự khai báo gói turtle bot các bạn chạy lệnh:

echo "source  ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc      (Thêm dòng lệnh vào file bashrc)

Hoặc tương đương với sửa  file : gedit ~/.bashrc 

Thêm dòng: source  ~/catkin_ws/devel/setup.bash vào cuối file.


Chạy thử : 

Mở 2  command Terminal chạy lệnh 

Terminal 1,2 : 

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger( Do có vài loại turtble bot Đặt biến chọn TURTLEBOT3_MODEL là burger ,)

Terminal 1: 

$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

Terminal 2: 

$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

Sau đó điều khiển turtble trên gazebo bằng bàn phím w,s,a,d,x ...

Chụp ảnh chạy Rviz và Gazebo robot đang tự di chuyển và xây dựng bản đồ

Lập trình python chạy giao diện điều khiển robot:

https://drive.google.com/drive/folders/1htjZcBOgl_FhC8FPWRVxY11PIwfaXsAx?usp=sharing

B1: 

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger

$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

B2:

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger

$ roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch

B3: 

~/PycharmProjects/send_goal_GUI$ python send_goal_GUI.py

Tham khảo:  Keyword: tkiter python gui, Sending Goals to the Navigation Stack - Python

https://realpython.com/python-gui-tkinter/

https://hotblackrobotics.github.io/en/blog/2018/01/29/action-client-py/

Bai 4. Chay xe Bosh:

Chay duoc mo phong xe tu lai BFMC 2024 

https://bosch-future-mobility-challenge-documentation.readthedocs-hosted.com/data/simulator.html

B1: $ mkdir -p ~/xetulai_ws/src

$ cd ~/xetulai_ws/src   //  Vao thu muc src  de copy code tai tu google drive ve

Tai thu muc simulator dua vao thu muc src trong work space: 

https://drive.google.com/drive/folders/1Y4YTGSxzGTCXdKqHomPSifgLwRHjYLqq?usp=sharing

Ve lai thu muc : xetulai_ws$ catkin_make       // de compile chuong trinh

Chu y: Ai bi loi "utils/IMU/h" not found thi chay them lenh: 

xetulai_ws$ catkin_make --pkg utils

xetulai_ws$ catkin_make 

B2: Sửa  file : gedit ~/.bashrc  

Them  2 đường dẫn GAZEBO và MODEL ROS theo đúng địa chỉ trên máy cua ban:

export GAZEBO_MODEL_PATH="/home/bblab7490/Documents/02_BFMC_Challenge/xetulai_ws/src/Simulator/models_pkg:$GAZEBO_MODEL_PATH"

export ROS_PACKAGE_PATH="/home/bblab7490/Documents/02_BFMC_Challenge/xetulai_ws/src/Simulator:$ROS_PACKAGE_PATH"

Kiem tra bang lenh, mo terminal moi

echo $ROS_PACKAGE_PATH   //co duong dan den ros

/opt/ros/noetic/share

echo $GAZEBO_MODEL_PATH    //

/home/bblab7490/Documents/02_BFMC_Challenge/xetulai_ws/src/Simulator/models_pkg:

B2.1: Tim file : xetulai_ws/src/Simulator/models_pkg/track/materials/scripts/bfmc_track.material

Sua noi dung:       thanh texture 2021_VerySmall.png ban do nho giam dung luong

texture_unit

{

  texture 2021_VerySmall.png

}

B3: 

Terminal 1: 

source devel/setup.bash

roslaunch sim_pkg map_with_all_objects.launch    // Hoac 

roslaunch sim_pkg map_with_car.launch     // Cho nhe do nang may, dang bi loi

Terminal 2: 

source devel/setup.bash

rosrun example camera.py

Terminal 3: 

Sua file : control.py

Thay dia chi 2 dong: /home/bblab7490/Documents/02_BFMC_Challenge/xetulai_ws/src/Simulator   Thanh dia chi folder o may cua ban:

Line 345 346:

PATH_TO_MODEL = '/home/bblab7490/Documents/02_BFMC_Challenge/xetulai_ws/src/Simulator/example/src/detect.tflite'

PATH_TO_LABELS = '/home/bblab7490/Documents/02_BFMC_Challenge/xetulai_ws/src/Simulator/example/src/labelmap.txt'

Sau do: 

source devel/setup.bash

rosrun example control.py

Ghi chu: 

Neu bao loi thieu thu vien tensorflow : 

$ pip install tensorflow==2.8.0

Reset car position: 

rosservice call /gazebo/reset_simulation

May nao chua co Pip cai dat theo google keywords

How to install pip ubuntu

Bài 5:  Điều khiển Xe từ máy  khách  client 

Mở 1 terminal chạy  các lệnh sau:

      ifconfig    // Kiem tra ip  vi du hien la inet 192.168.10.102

      

      echo $ROS_IP   // Kiểm tra biến tham số ROS đã cài chưa

      export ROS_IP=$(hostname -I | awk '{print $1;}')

      export ROS_HOSTNAME=$ROS_IP

      export ROS_MASTER_URI=http://192.168.10.102:11311 

      Kiem tra ket noi: 

      ping 192.168.10.102    Co ket noi la ok 

64 bytes from 192.168.10.102: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.031 ms


     rostopic list 


      rosrun example control_org.py

Bài 6: Tu lap trinh xe chay theo lan duong "Lane navigation" 

Tai file huong dan: Lane navigation.. va DeepPiCar... tu google drive:

https://drive.google.com/drive/folders/1Y4YTGSxzGTCXdKqHomPSifgLwRHjYLqq?usp=sharing

Tao file chuong trinh Python de xe tu dong chay theo lan duong.

Vi du mau: 

copy 2 file bblab_lane_navigation.py va basic_lane_navigation.py vao thu muc catkin_ws/src/Simulator/example/src

O Bai 4, B3, Terminal 3  chay lenh: 

rosrun example basic_lane_navigation.py    


Tham khao

De chay chuong trinh mau

https://github.com/dctian/DeepPiCar

Tim hieu code xe tu lai


https://colab.research.google.com/github/EdjeElectronics/TensorFlow-Lite-Object-Detection-on-Android-and-Raspberry-Pi/blob/master/Train_TFLite2_Object_Detction_Model.ipynb

https://www.youtube.com/watch?v=sOPgdIMUC0Y&ab_channel=WaabiAI

https://github.com/qiaoxu123/Self-Driving-Cars/tree/master



      echo $ROS_IP   // Kiểm tra biến tham số ROS đã cài chưa

      export ROS_IP=$(hostname -I | awk '{print $1;}')

      export ROS_HOSTNAME=$ROS_IP

      export ROS_MASTER_URI=http://$ROS_HOSTNAME:11311

$ rostopic info /automobile/command

rostopic pub /automobile/command std_msgs/String "data: '{\"action\": \"1\", \"speed\": 0.09}'"

rostopic pub /automobile/command std_msgs/String "data: '{\"action\": \"1\", \"speed\": 0.00}'"


Kiem tra tin hieu duoc gui chua : 

rostopic echo /automobile/command

Bai 7: Cài đặt và chạy pibot:

      Chay ban do cả 3 terminal cần chạy các dòng lệnh sau: 

      echo $ROS_IP   // Kiểm tra biến tham số ROS đã cài chưa

      export ROS_IP=$(hostname -I | awk '{print $1;}')

      export ROS_HOSTNAME=$ROS_IP

      export ROS_MASTER_URI=http://$ROS_HOSTNAME:11311

      export TURTLEBOT3_MODEL=burger

      export ROS_MASTER_URI=http://192.168.1.101:11311 

      Terminal 1: Chạy điều khiển

      rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py 

     roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

Tham khảo: 

https://automaticaddison.com/how-to-launch-the-turtlebot3-simulation-with-ros/

https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/simulation/

https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/nav_simulation/

https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git

Tham khao ban goc : ~/catkin_ws/src$ git clone https://github.com/ECC-BFMC/Simulator.git

 Bài 8:  Thiết kế mô hình different drive bot trên gazebo và thêm plugin điều khiển từ ROS

https://www.theconstructsim.com/how-to-build-a-differential-drive-simulation/

https://classic.gazebosim.org/tutorials?tut=build_robot&cat=build_robot

Mo hinh co san: https://github.com/devanshdhrafani/diff_drive_bot

Đọc hiểu các dòng lệnh trong file sdf

Các bạn chụp ảnh màn hình máy tính đã chạy được chương trình vào nộp lên microsoft team.


 Bài 9: Tìm hiểu các thuật toán tìm kiếm path planning   

https://github.com/RuslanAgishev/motion_planning

Tìm hiểu chỉnh  sửa code 


Làm bài tập HW 1,2,3 

TIm hieu thuat toan A* 

https://www.youtube.com/watch?v=-L-WgKMFuhE&t=146s&ab_channel=SebastianLague

Tìm hiểu thuật toán RRT, RRT * 

https://www.youtube.com/watch?v=Ob3BIJkQJEw&ab_channel=AaronBecker

  Bài 10: Chạy thuật toán tìm kiếm RRT   

https://github.com/mech0ctopus/rrt-global-planner

http://wiki.ros.org/navigation/Tutorials/Writing%20A%20Global%20Path%20Planner%20As%20Plugin%20in%20ROS

II. Bài tập thuật toán theo giáo trình 


https://drive.google.com/file/d/1QIRH1KrWhcG6FSj_z8g2TAnIqdqlfrHk/view?usp=sharing





Một số mô hình xe tự hành dùng Omni Wheel 

2. Autonomous Navigation Mobile Robot using ROS | Jetson Nano | RPLidar | Differential Drive Kinematics

3. NVIDIA JetBot: Jetson Nano Vision-Controlled AI Robot

4. 3WD Omni Wheel Arduino Robot Car C008

Một số mô hình xe tự hành  2 bánh

1. Autonomous mobile platform with vacuum cleaning 

2. Autonomous mobile platform with vacuum cleaning