wstool init src
rosinstall_generator control_toolbox --rosdistro noetic --deps --wet-only --tar > control_toolbox.rosinstall
wstool merge -t src control_toolbox.rosinstall
wstool update -t src

rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro noetic -y
catkin build

Cześć! Przed Tobą opis zadania rekrutacyjnego do naszego koła naukowego! :) Celem zadania jest stworzenie oprogramowania obsługującego stworzony przez nas symulator silnika z enkoderem. W zadaniu trzeba skorzystać z Robot Operating System (ROS).

Uwaga! Przed przystąpieniem do realizacji zadania przeczytaj całe README.

• Projekt Scorpio - zadanie rekrutacyjne do działu Software
  • Instalacja control_toolbox
  • Spis treści
  • Zadania do wykonania
  • Specyfikacja techniczna zadania
    • Dane ogólne
    • Specyfikacja danych
    • Uruchamianie symulatora
  • Wskazówki i przydatne linki

W tej części znajdziesz ogólny opis zadań, szczegółowy opis wraz ze specyfikacją techniczną znajdziesz w sekcji specyfikacja techniczna zadania.

1. W repozytorium, na którego stronie się właśnie najprawdopodobniej znajdujesz (link) została przygotowana paczka ROS zawierająca napisany przez nas symulator silnika z enkoderem absolutnym. Repozytorium należy sklonować i zbudować paczkę w ROS. Szczegóły działania paczki są opisane w sekcji specyfikacja techniczna zadania.

Wskazówka! Dobrym rozwiązaniem jest "fork" paczki!

2. Stwórz node ROS, który pobiera dane o pozycji silnika z topicu /virtual_dc_motor/get_position, a następnie oblicza prędkość kątową silnika (w RPM) i publikuje to na topic /virtual_dc_motor_driver/get_velocity.

3. Stwórz node ROS, który pozwoli na sterowanie prędkością silnika na podstawie odczytów uzyskanych w poprzednim etapie. Docelowa prędkość powinna być subskrybowana z topicu /virtual_dc_motor_controller/set_velocity_goal. Sterowanie powinno polegać na wysłaniu odpowiednich wiadomości na topic /virtual_dc_motor/set_cs w celu osiągnięcia i utrzymania wymaganej prędkości.

Nazwa paczki ROS - virtual_dc_motor

virtual_dc_motor - przygotowany przez nas node symulujący silnik prądu stałego z enkoderem absolutnym. Jego kod znajdziesz w include/virtual_dc_motor/virtual_dc_motor.hpp oraz src/virtual_dc_motor.cpp.

Uwaga! Nie modyfikuj tych plików, w celu wykonania zadania stwórz nowe pliki, w których zawrzesz node'y. Dla plików C++ w katalogu src, dla plików Python w katalogu scripts.

Node virtual_dc_motor subskrybuje dane z topicu /virtual_dc_motor/set_cs. Jest to sygnał sterujący (ang. Control Signal, CS), który pozwala na sterowanie silnikiem. Są to 8-bitowe dane całkowitoliczbowe (w ROS - Int8) w zakresie od -100 do 100(!). Znak tej wartości decyduje o kierunku obrotu silnika, a moduł (wartość bezwzględna) wartości o mocy silnika. Wysłanie wartości spoza zakresu nie będzie miało żadnego efektu.

Na topicu /virtual_dc_motor/get_position znajdują się dane informujące o aktualnej pozycji silnika odczytanej za pomocą enkodera absolutnego. Dane te są 12 bitowe (w zakresie 0 - 4095), oczywiście w przypadku przekroczenia zakresu wartość się "przekręca" (np. 4094 -> 4095 -> 0 -> 1 przy obrocie w prawo).

Dane o prędkości silnika powinny zostać wysłane na topic /virtual_dc_motor_driver/get_velocity w formacie Float32.

Uwaga! Symulator stara się wiernie oddać zachowanie silnika, dlatego wartości sygnału sterującego bliskie zeru (|cs| < 13) nie zapewnią odpowiedniej mocy do wprawienia silnika w ruch.

Po zbudowaniu paczki symulator silnika można uruchomić dzięki launchfile za pomocą komendy:

roslaunch virtual_dc_motor virtual_dc_motor.launch

Uwaga! Pamiętaj, że po zbudowaniu należy również wykonać source devel/setup.bash w workspace ROS!

Wskazówka! Do przygotowanego launchfile (launch/virtual_dc_motor.launch) możesz dodać również swoje node, aby uruchamiać wszystko za jednym razem :)

• W celu realizacji zadania konieczne będzie zainstalowanie ROS w wersji Noetic (zalecany system operacyjny to Ubuntu 20.04) lub ROS w wersji Melodic (Ubuntu 18.04).
• Zachęcamy do zapoznania się z poradnikiem przedstawiającym podstawy pracy w ROS: www.youtube.com/watch?v=wfDJAYTMTdk&ab_channel=RoboticsBack-End
• Oficjalny tutorial ROS znajdziesz pod linkiem: wiki.ros.org/ROS/Tutorials
• Do instalacji ROS można wykorzystać instrukcję (należy wybrać wersję desktop-full install): http://wiki.ros.org/noetic/Installation/Ubuntu
• Do ręcznego wysłania danych na topic w ROS możesz użyć komendy rostopic pub <nazwa_topicu> <typ_danych> <dane> (po wpisaniu nazwy topicu dobrze jest od razu użyć TAB aby powłoka pomogła w wpisywaniu i zajęła się typem danych i formatem). Możesz to wykorzystać do weryfikacji działania node'a którego otrzymałeś oraz swoich node'ów.
• Możesz użyć komendy rostopic echo <nazwa_topicu> aby wyświetlić dane wysyłane na określony topic.
• Zadanie rekrutacyjne można oddać niepełne.
• Rozwiązane zadanie należy umieścić w repozytorium (np. GitHub) i przesłać linka do tego repozytorium na mail [email protected]. Ewentualne pytania lub wątpliwości co do treści zadania można kierować na tego samego maila. Zadania przyjmujemy do 22.10.2023 do końca dnia.

Jeżeli będziesz miał jakiekolwiek wątpliwości i problemy z zadaniem śmiało skontaktuj się z nami! :)