ME5621 Mobile Robot control

ME5621 Mobile Robot control - Điều khiển Robot tự hành

1329139 Thuws6, Sáng Tiết 4-6, 9h20-14h45 chiều thứ 3, Mã lớp học trên team: Teamcode : 8ii2b7m

132829 Tiết 4-6, 15h05-17h30 chiều thứ 3, 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 (Cụ thể cuối page)

Bài Tập 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?authuser=0

Bài 1: Cài đặt UBUNTU và ROS

Các bạn chụp ảnh màn hình máy tính đã chạy được chương trình ví dụ hệ thống 3 thanh con lắc ngược :

http://gazebosim.org/tutorials/?tut=ros_urdf

Sửa lỗi chạy chương trình:

Sửa file : Gedit ~/catkin_ws/src/gazebo_ros_demos/rrbot_description/launch/rrbot_rviz.launch

Thêm và sửa thành file như dưới:

<launch>

<param name="robot_description"

command="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find rrbot_description)/urdf/rrbot.xacro'" />

<!-- send fake joint values -->

<arg name="use_gui" default="true" doc="Should the joint_state_publisher use a GUI for controlling joint states" />

<node pkg="joint_state_publisher_gui" type="joint_state_publisher_gui" name="joint_state_publisher_gui" output="screen" if="$(arg use_gui)" />

<!-- Combine joint values -->

<node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher"/>

<!-- Show in Rviz -->

<node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find rrbot_description)/launch/rrbot.rviz"/>

</launch>

Sửa lỗi không hiện GUI :

https://answers.ros.org/question/363410/joint_state_publisher-window-is-not-shown/Bài 2: Cài đặt và chạy Turtle bot simulation

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

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

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

source devel/setup.bash

Chạy thử :

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger

$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

*Chú ý: Đổi tên node để tránh xung đột khi chạy nhiều node giống nhau bằng lệnh:

roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

Cách đổi:

$ roscd turtlebot3_teleop -> Vào thư mục chưa package vào folder launch

sửa file turtlebot3_teleop_key.launch

đổi tên node thành : hoten_mssv

<node pkg="turtlebot3_teleop" type="turtlebot3_teleop_key" name="turtlebot3_teleop_keyboard_hoten_mssv" output="screen">

</node>

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/

Bài 2: Cài đặt và chạy Turtle bot simulation

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

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

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

source devel/setup.bash

Chạy thử :

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger

$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

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/

Bài 3: 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/

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 4: 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

export TURTLEBOT3_MODEL=burger

Các bước cài đặt phần mềm phục vụ môn học Điều khiển robot tự hành:

1. Cài đặt hệ điều hành Ubuntu:

   • KHUYẾN NGHỊ: Cài trực tiếp trên máy chạy song song 2 hệ điều hành Window và Ubuntu

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

   • Cài đặt dùng Virtual box:

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

1. • 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/

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

Cai dat ros controller :

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

3. Tự học 21 bài cơ bản Beginer level trong ROS

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

4. Cài đặt và chạy Turtle bot simulation

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

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

source devel/setup.bash

Cài đặt và chạy Turtle bot simulation

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

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

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

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/

5. 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

Project cuối kỳ:

(Nhóm từ 2-5 thành viên (không nhiều hơn 5, không ít hơn 2, bạn nào lẻ phải chủ động tự tìm nhóm để ghép vào):

NỘP OFFLINE BÁO CÁO vào buổi bảo vệ và ký xác nhận

T1-3 Thứ 3 , 132828 ME5621 Điều khiển Robot tự hành Cơ điện tử-K63C TC AB T46 Thứ năm 11/08/2022 Kíp 2 60 D9-305 134766

T4-6 Thứ 3 ,132829 ME5621 Điều khiển Robot tự hành Cơ điện tử-K63C TC AB T46 Thứ năm 11/08/2022 Kíp 2 60 D9-306 134767

NỘP ONLINE BÁO CÁO tại:

Các bạn tải file lên Link Google Drive Folder trong đó chứa 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:

T1-3 Thứ 3

File google drive

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mTxtlcEIryo0gJoYHUZj3RWOz4KEEvgTufaA31QEDG4/edit?usp=sharing

T4-6 Thứ 3

File google drive:

https://docs.google.com/spreadsheets/d/11wI2efK51XwiKHnjr5uObELNKdEWMfbDTdEj5ZsR5TM/edit?usp=sharing

Mẫu báo cáo cuối kỳ:

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

Mẫu sanh sách thi cuối kỳ:

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1gPR1AZlPaGKPGEsL2GeOlEx0WVcmN1YzOvuA7MgLELU/edit?usp=sharing

1. Đề bài

- Thiết kế một robot tự hành (Loại 3 banh Omni, 2 bánh thường, 4 bánh thường ..) (Sản phẩm thực tế (Khuyến khích) hoặc mô phỏng trên gazebo) và lập trình giao diện GUI (Python, c++,..) để làm 1 hoặc nhiều nhiệm vụ sau:

- Robot di chuyển qua các điểm đặt trước, tránh vật cản

- Robot xử lý ảnh đi theo người hoặc di chuyển theo biển chỉ dẫn ( Trái, phải, đi thẳng, quay đầu...)

- Các nhiệm vụ khác do sinh viên tự sáng tạo.

2. Yêu cầu

- Tiểu luận (nộp)

+ Giới thiệu đề tài

+ Phương pháp giải quyết vấn đề

+ Các kết quả đạt được

+ Kết luận

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

- Báo cáo trên lớp: slide (buổi thi ~ 5 - 10 slides)

- Chương trình giao tiếp với robot chạy demo và gửi code theo link:

3. Tính điểm

- Báo cáo trên lớp + tiểu luận + mô hình robot : 7 điểm

- Điều khiển chạy theo quỹ đạo đặt trước: +1 điểm

- Mô hình có gắn Encoder: +1 điểm

- Kết nối với lidar và điều khiển phản hồi. : +1 điểm

Một số mô hình xe tự hành dùng Omni Wheel