Gyakorlat¶

A gyakorlaton a robotverseny szimulációt fogjuk használni. A szimulátor linkenlt leírás alapján telepíthető.

Melodic

Noetic

Sebességszabályzó PID hangolása¶

A következő paranccsal egy üres (akadályok nélküli) szimuláció indul. Ez a PID sebességszabályzó hangolására alkalmas.

roslaunch racecar_gazebo racecar_empty.launch

roslaunch racecar_control cmd_vel_from_file.launch

Szükségünk lesz referencia jelek kiadására, megismételhető módon. Ezt a példában egy csv beolvasása, majd /cmd_vel topicon hirdetése jelenti. Vizsgáljuk meg a python fájlt. A topic hirdetése, a node ROS-ben történő regisztrálása, a csv fájl beolvasása a fájl elején található:

cmd_pub = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size=1)
rospy.init_node('cmd_vel_from_file', anonymous=True)
rate = rospy.Rate(10) # 10hz
msg_twist = Twist()
csv_file = rospy.get_param('~csv')
rospack = rospkg.RosPack()
path = rospack.get_path('racecar_control')
rospy.loginfo('csv file is: %s/config/%s' % (path, csv_file))
array = pd.read_csv(path + '/config/' + csv_file, header = None).to_numpy()
start_time = rospy.Time.now()

A folyamatosan futó loop /cmd_vel.linear.x jeleket hirdet, a csv-ben található idő szerint. A np.where visszaadja, hogy az aktuális idő szerint (current_time) milyen sebesség indexnél (itemindex) tartunk. Ez egy 2D array, ami minden, a feltételnek megfelelő indexet tartalmaz, de számunkra persze csak ennek az első eleme a fontos, ezt fogjuk hirdetni.

while not rospy.is_shutdown():
    current_time = (rospy.Time.now() - start_time).to_sec()
    itemindex = np.where(array[:,0] >= current_time)
    try:
        msg_twist.linear.x = array[itemindex[0][0],1]
    except:
        msg_twist.linear.x = 0.0
    cmd_pub.publish(msg_twist)
    rate.sleep()

A roscd parancs segítségével lépjünk a racecar_control package config mappájába.

roscd racecar_control/config/

Ez valószínűleg a ~/sim_ws/src/racecar_gazebo/f1tenth/virtual/dependencies/racecar_control/config helyen található, de elképzelhtő, hogy valaki máshova telepítette.

Innen betölthetünk különböző PID beállításokat, pl:

rosparam load racecar_control01.yaml
rosparam load racecar_control02.yaml
rosparam load racecar_control03.yaml

Ellenőrizzük a get paranccsal, a következőhöz hasnonló eredményt fogunk kapni:

rosparam get /racecar/left_rear_wheel_velocity_controller/pid/
{antiwindup: false, d: 0.0, i: 0.0, i_clamp: 0.0, i_clamp_max: 0.0, i_clamp_min: -0.0,
  p: 5.0}

Note

Alternatívaként használhatjuk a rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure parancsot is.

Futtassuk a következő parancsot a sebesség referencia kiadására:

roslaunch racecar_control cmd_vel_from_file.launch

A launch fájlba megadhatjuk, hogy pl a 01.csv, 02.csv stb fájlt töltse-e be. Többször futtathatjuk, akár más PID beállítások mellett is.

Figyeljünk meg két topicot pl Foxglove segítségével, különböző PID beállítások mellett: - /racecar/left_rear_wheel_velocity_controller/state.process_value - /racecar/left_rear_wheel_velocity_controller/command.data

Alt text

Kormányzás PID hangolása¶

A következő parancsra, már nem üres, hanem egy körbekerített versenypálya nyílik meg.

roslaunch racecar_gazebo racecar.launch

A pálya a következőképp néz ki: