ROS2通信機能の利用

C++版

Windows

Chocolateyのインストール

以下のページの指示に従いインストールします。

Python3のインストール

以下のコマンドでインストールします。

 > choco install -y python

OpenSSLのインストール

以下からWin64OpenSSL-1_0_2r.exeを入手して、それを実行してインストールします。

以下の環境変数を設定します。

OPENSSL_CONF C:\OpenSSL-Win64\bin\openssl.cfg

環境変数PATHにC:\OpenSSL-Win64\binを追加します。

asio、eigen、tinyxml、tinyxml-usestl、log4cxxのインストール

以下のページからNuGetパッケージ(.nupkg)ファイルをダウンロードしてください。

以下のコマンドでインストールします。依存するNugetパッケージが増える場合もあるようなので、適宜変更してください。

 > choco install -y -s <'''ダウンロードしたパス'''> asio eigen tinyxml-usestl tinyxml2 log4cxx

Python用パッケージのインストール

以下のコマンドでインストールします。

 > python -m pip install -U catkin_pkg empy pyparsing pyyaml setuptools

ROS2のインストール

以下のページからros2-****-********-windows-release-amd64.zipをダウンロードします。

C:\dev\ros2等に展開して完了です。

OpenRTM-aistのビルド

CMake実行前にROS2の環境を設定するスクリプトを実行します。

 > call C:\dev\ros2\local_setup.bat

CMake実行時にFASTRTPS_ENABLEROS2_ENABLEのオプションをONにします。

 > cmake  -DORB_ROOT=C:/workspace/omniORB-4.2.3-win64-vc14 -G "Visual Studio 16 2019" -A x64 -DFASTRTPS_ENABLE=ON -DROS2_ENABLE=ON ..

その他の手順は通常と同じです。

適当な場所にインストールしてください。

インストールするディレクトリはCMAKE_INSTALL_PREFIXのオプションで設定します。

 > cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=C:/workspace/OpenRTM-aist/build_omni/install
 > cmake --build . --config Release --target install

動作確認

<'インストールしたパス'>\2.0.0\Components\C++\Examples\vc14のサンプルコンポーネントを実行します。

以下の内容のrtc.confを作成してください。

 manager.modules.load_path: {インストールしたパス}\\2.0.0\\ext\\transport
 manager.modules.preload: FastRTPSTransport.dll, ROS2Transport.dll
 manager.components.preconnect: ConsoleOut0.in?interface_type=fast-rtps&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&fast-rtps.topic=chatter, ConsoleIn0.out?interface_type=fast-rtps&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&fast-rtps.topic=chatter
 manager.components.preactivation: ConsoleOut0, ConsoleIn0

manager.module.load_path
シリアライザ用モジュール(FastRTPSTransport.dllとROS2Transport.dll)が置かれている場所
manager.modules.preload
シリアライザ用モジュールを読み込む順番で指定
manager.components.preconnect
コネクタ生成時の設定を記述します。interface_type(インターフェース型)にfast-rtpsを、marshaling_type(マーシャリング型)に対応シリアライザ名を、fast-rtps.topic(トピック)に適当な任意の名前を記述します。

ROS/ROS2用のシリアライザと対応するROS/ROS2メッセージ型の関係を以下のリンクで示します。

コネクタの生成はmanager.components.preconnectオプションにより設定します。 この例ではConsoleOut0コンポーネントのinのポート、ConsoleIn0コンポーネントのoutのポートにそれぞれコネクタを生成しています。

実行前に環境変数PATHに以下を追加する必要があります。

  • <インストールしたパス>\2.0.0\bin\vc14
  • <インストールしたパス>\2.0.0\omniORB\4.2.3_vc14\bin\x86_win32
  • C:\dev\ros2\bin
  • C:\ProgramData\chocolatey\lib\tinyxml2\lib
  • C:\ProgramData\chocolatey\lib\log4cxx\lib

ConsoleInComp.exeConsoleOutComp.exeを実行すると通信ができるようになります。

Ubuntu

ROS2のインストール

以下のコマンドでインストールします。

 $ curl http://repo.ros2.org/repos.key | sudo apt-key add -
 $ sudo sh -c 'echo "deb [arch=amd64,arm64] http://repo.ros2.org/ubuntu/main $(lsb_release -cs) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'
 $ export ROS_DISTRO=crystal
 $ sudo apt update
 $ sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-ros-core

ROS2用にbashの設定を以下のように行います。(次回以降のbash起動時の設定と、現在実行中のbashの設定を行います。)

 echo "source /opt/ros/crystal/setup.bash" >> ~/.bashrc
 source ~/.bashrc

OpenRTM-aistのビルド

CMake実行時にFASTRTPS_ENABLEROS2_ENABLEのオプションをONにします。

 $ cmake -DCORBA=omniORB -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DFASTRTPS_ENABLE=ON -DROS2_ENABLE=ON ..

その他の手順は通常と同じです。

ビルド後にインストールしてください。

 $ cmake --build . --target install

動作確認

以下のrtc.confを作成します。

 manager.modules.load_path: /usr/local/lib/openrtm-2.0/transport/
 manager.modules.preload: FastRTPSTransport.so, ROS2Transport.so
 manager.components.preconnect: ConsoleOut0.in?interface_type=fast-rtps&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&fast-rtps.topic=chatter, ConsoleIn0.out?interface_type=fast-rtps&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&fast-rtps.topic=chatter
 manager.components.preactivation: ConsoleOut0, ConsoleIn0

manager.module.load_path
シリアライザ用モジュール(FastRTPSTransport.soとROS2Transport.so)が置かれている場所
manager.modules.preload
シリアライザ用モジュールを読み込む順番で指定
manager.components.preconnect
コネクタ生成時の設定を記述します。interface_type(インターフェース型)にfast-rtpsを、marshaling_type(マーシャリング型)に対応シリアライザ名を、fast-rtps.topic(トピック)に適当な任意の名前を記述します。

OpenRTM-aistのシリアライザが対応しているメッセージ型を以下に示します。

RTCを起動して動作確認します。

それぞれ別のターミナルから起動してください。

 /usr/local/share/openrtm-2.0/components/c++/examples/ConsoleInComp

 /usr/local/share/openrtm-2.0/components/c++/examples/ConsoleOutComp

Python版

Windows

C++版と同じ手順でROS2をインストールしてください。

OpenRTM-aistのインストール

OpenRTM-aist 1.2等をインストーラーでインストールしておいてください。 OpenRTM-aist Python版のソースコードを入手してください。

以下のコマンドでOpenRTM-aist Python版をインストールしてください。

 python setup.py build
 python setup.py install

動作確認

動作前に以下のコマンドを実行してください。

  call C:\dev\ros2\setup.bat

以下のようなrtc.confを作成し、ROS2Transport.pyをロード後、インターフェース型にopenspliceを指定して起動します。

 manager.modules.load_path: C:\\Python37\\Lib\\site-packages\\OpenRTM_aist\\ext\\transport\\ROS2Transport
 manager.modules.preload: ROS2Transport.py
 manager.components.preconnect: ConsoleOut0.in?interface_type=ros2&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&ros2.topic=chatter, ConsoleIn0.out?interface_type=ros2&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&ros2.topic=chatter
 manager.components.preactivation: ConsoleOut0, ConsoleIn0

manager.module.load_path
シリアライザ用モジュール(ROS2Transport.py)が置かれている場所
manager.modules.preload
シリアライザ用モジュールを読み込む順番で指定
manager.components.preconnect
コネクタ生成時の設定を記述します。interface_type(インターフェース型)にros2を、marshaling_type(マーシャリング型)に対応シリアライザ名を、ros2.topic(トピック)に適当な任意の名前を記述します。

Ubuntu

ROS2のインストール

以下のコマンドでインストールします。

 $ curl http://repo.ros2.org/repos.key | sudo apt-key add -
 $ sudo sh -c 'echo "deb [arch=amd64,arm64] http://repo.ros2.org/ubuntu/main $(lsb_release -cs) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros2-latest.list'
 $ export ROS_DISTRO=crystal
 $ sudo apt update
 $ sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-desktop

ROS2の環境設定のbashを実行するようにします。

 $ echo "source /opt/ros/crystal/setup.bash" >> ~/.bashrc
 $ source ~/.bashrc

 $  sudo apt-get install python-omniorb-omg omniidl-python doxygen

OpenRTM-aistのインストール

OpenRTM-aist Python版のソースコードを入手してください。

以下のコマンドでOpenRTM-aist Python版をビルド/インストールしてください。

 $ python setup.py build
 $ python setup.py install

動作確認

ros2のsetup.bashを実行するとPYTHONPATHが上書きされるようなので以下のコマンドを実行する。

 $ export PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/usr/local/lib/python3.6/site-packages
 $ export PATH=$PATH:/usr/local/lib/python3.6/site-packages/

omniORBpyがインストールされているディレクトリにあわせて変更してください。

以下のようなrtc.confを作成し、ROS2Transport.pyをロードし、インターフェース型にros2、シリアライザにros2:std_msgs/Float32を指定して起動するように指定します。

 manager.modules.load_path: /usr/local/lib/python3.6/site-packages/OpenRTM_aist/ext/transport/ROS2Transport/
 manager.modules.preload: ROS2Transport.py
 manager.components.preconnect: ConsoleOut0.in?interface_type=ros2&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&ros2.topic=chatter, ConsoleIn0.out?interface_type=ros2&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32&ros2.topic=chatter
 manager.components.preactivation: ConsoleOut0, ConsoleIn0

OpenRTM-aistのシリアライザが対応しているメッセージ型を以下に示します。

以下のコマンドでRTCを起動して動作確認してください。

 $ python /usr/local/share/openrtm-2.0/components/python/SimpleIO/ConsoleIn.py

 $ python /usr/local/share/openrtm-2.0/components/python/SimpleIO/ConsoleOut.py

起動時のオプション

C++

Fast DDS通信機能のオプションを設定してください。

Python

以下のオプションが設定できます。

オプション名 設定例 内容
ros2.args rclpy.initの引数args
ros2.node.name node_name ノード名

接続時のオプション

C++

Fast DDS通信機能のオプションを設定してください。

Python

接続時に設定可能な項目は以下の通りです。

オプション名 デフォルト値 オプション 内容
marshaling_type シリアライザの種類。ros:std_msgs/Float32などが設定できる。
ros2.topic chatter DDSトピック名
ros2.reader_qos.durability.kind TRANSIENT_DURABILITY_QOS VOLATILE_DURABILITY_QOS, TRANSIENT_LOCAL_DURABILITY_QOS, SYSTEM_DEFAULT_QOS 送信側の堅牢性(VOLATILE_DURABILITY_QOS:変わりやすい、TRANSIENT_LOCAL_DURABILITY_QOS:一時的なローカル設定)
ros2.reader_qos.deadline.period.sec 0 受信側の最小周期
ros2.reader_qos.deadline.period.nanosec 0
ros2.reader_qos.liveliness.kind AUTOMATIC_LIVELINESS_QOS AUTOMATIC_LIVELINESS_QOS, MANUAL_BY_TOPIC_LIVELINESS_QOS, SYSTEM_DEFAULT_LIVELINESS_QOS
ros2.reader_qos.liveliness.lease_duration.sec 0 受信側のハートビートの周期
ros2.reader_qos.liveliness.lease_duration.nanosec 0
ros2.reader_qos.reliability.kind RELIABLE_RELIABILITY_QOS BEST_EFFORT_RELIABILITY_QOS, RELIABLE_RELIABILITY_QOS, SYSTEM_DEFAULT_RELIABILITY_QOS 受信側の信頼性(RELIABLE_RELIABILITY_QOS:高信頼、BEST_EFFORT_RELIABILITY_QOS:最高速度)
ros2.reader_qos.history.kind KEEP_LAST_HISTORY_QOS KEEP_LAST_HISTORY_QOS, KEEP_ALL_HISTORY_QOS, SYSTEM_DEFAULT_HISTORY_QOS 受信データの保持方法(KEEP_ALL_HISTORY_QOS:すべてのデータを保持、KEEP_LAST_HISTORY_QOSで指定したデータ数だけ保持) KEEP_LAST
ros2.reader_qos.history.depth 1 受信側の保持するデータ数
ros2.reader_qos.lifespan.duration.sec 0
ros2.reader_qos.lifespan.duration.nanosec 0
ros2.reader_qos.avoid_ros_namespace_conventions YES YES, NO
ros2.writer_qos.durability.kind TRANSIENT_DURABILITY_QOS VOLATILE_DURABILITY_QOS, TRANSIENT_LOCAL_DURABILITY_QOS, SYSTEM_DEFAULT_QOS 送信側の堅牢性(VOLATILE_DURABILITY_QOS:変わりやすい、TRANSIENT_LOCAL_DURABILITY_QOS:一時的なローカル設定)
ros2.writer_qos.deadline.period.sec 0 送信側の最小周期
ros2.writer_qos.deadline.period.nanosec 0
ros2.writer_qos.liveliness.kind AUTOMATIC_LIVELINESS_QOS AUTOMATIC_LIVELINESS_QOS, MANUAL_BY_TOPIC_LIVELINESS_QOS, SYSTEM_DEFAULT_LIVELINESS_QOS
ros2.writer_qos.liveliness.lease_duration.sec 0 送信側のハートビートの周期
ros2.writer_qos.liveliness.lease_duration.nanosec 0
ros2.writer_qos.reliability.kind RELIABLE_RELIABILITY_QOS BEST_EFFORT_RELIABILITY_QOS, RELIABLE_RELIABILITY_QOS, SYSTEM_DEFAULT_RELIABILITY_QOS 送信側の信頼性(RELIABLE_RELIABILITY_QOS:高信頼、BEST_EFFORT_RELIABILITY_QOS:最高速度)
ros2.writer_qos.history.kind KEEP_LAST_HISTORY_QOS KEEP_LAST_HISTORY_QOS, KEEP_ALL_HISTORY_QOS, SYSTEM_DEFAULT_HISTORY_QOS 送信データの保持方法(KEEP_ALL_HISTORY_QOS:すべてのデータを保持、KEEP_LAST_HISTORY_QOSで指定したデータ数だけ保持)
ros2.writer_qos.history.depth 1 送信側の保持するデータ数
ros2.writer_qos.lifespan.duration.sec 0 送信側の未送信データの保持時間
ros2.writer_qos.lifespan.duration.nanosec 0
ros2.writer_qos.avoid_ros_namespace_conventions YES YES, NO

以下に設定例を記載します。

 manager.components.preconnect: ConsoleOut0.in?interface_type=ros2&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32, ConsoleIn0.out?interface_type=ros2&marshaling_type=ros2:std_msgs/Float32

簡単な動作確認

OpenRTM-aistをビルド、インストールすると、ROS2Transportの簡単な動作確認用の設定ファイルがインストールされます。

 D:\ros2-windows\setup.bat
 %RTM_ROOT%\ext\environment-setup.omniorb.vc16.bat
 %RTM_ROOT%\Components\C++\Examples\vc16\ConsoleOutComp.exe -f %RTM_ROOT%\ext\transport\rtc.ros2.conf

 source /opt/ros/dashing/setup.sh
 source ${OPENRTM_INSTALL_DIR}/etc/environment-setup.sh
 ${OPENRTM_INSTALL_DIR}/share/openrtm-2.0/components/c++/examples/ConsoleOutComp -f ${OPENRTM_INSTALL_DIR}/etc/transport/rtc.ros2.conf

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ネットワーク分散環境でデータ収集用ソフトウェアを容易に構築するためのソフトウェア・フレームワーク