移動ロボットを，実空間上で自律的に動作させるためのRTコンポーネント群を公開しています．
これらのRTC群では，移動空間を平面マップを作成し，マップ上の自己位置を確認しながら，自律的な軌道計画，軌道追従動作が可能になっています．
以上の動作を複数のRTCで実現しており，これを我々は移動ロボットフレームワークと呼んでいます．

マップを表示したり，移動ログを収集するためのGUIツールも付属していますので簡単に試せます．
また，GUIツールを独自のRTCに置き換えれば，自分のアプリケーション内にこのフレームワークを利用することができ，会話によるナビゲーションや，空間センサとの連携など，利用の幅が広がることでしょう．

本フレームワークでは，以下の二つの利用をサポートしています．

環境地図の作成
目的地までの経路追従

マップ作成，マップ上での自己位置推定，マップ上での広域軌道計画には，本フレームワークではMobile Robot Programming Toolkit (MRPT) を利用しています．
また，基本ハードウエアとしては，

北陽電機株式会社のレーザーレンジセンサ Urg 04LX-UG01 http://www.hokuyo-aut.co.jp/search/single.php?serial=17
株式会社Doog TEC-1 http://jp.doog-inc.com/product-element-tec-1.html
T-Frogプロジェクト＆ツジ電子二軸モータドライバ TF-2MD3-R6 http://t-frog.com/products/

に対応していますが，本フレームワークで定義されたインターフェースに準拠したRTCであれば置き換えが可能であり，移動ロボットの入れ替えや，個別のアルゴリズムの入れ替え，追加などが可能です．
我々のプロジェクトでも，今後，複数の選択肢を用意していく予定です．

準備

まず，公式ウェブサイトより，OpenRTM-aist 1.1.1 C++版をダウンロードします．
a href=”http://openrtm.org” target=”new”>http://openrtm.org

バイナリから使う

基本的にこちらを使ってください．ソースコードを変更する場合についても記述いたします

ダウンロード

最新版 ZIPファイル（動作確認が取れているRTC群ですが若干古いバージョンの場合もあります）
MobileRobotNavigationFramwork_dist_20150703

最新版 Githubよりダウンロード（定期的にメンテナンスがなされており，バグなどが減っている可能性もありますが，動作しない場合も）：
https://github.com/sugarsweetrobotics/MobileRobotNavigationFramework_dist

使い方（マップ作成）

まず，スタートメニューから，OpenRTM-aist 1.1 > Tools > Start C++ Naming Serviceを選択して，ネームサーバーを起動します．

次に，TEC-1とURGセンサをPCに接続します．ドライバがインストールされていない場合はインストールします．

次に，ypspur_coordinator_TEC1.batを実行します．この時，TEC-1が接続されているCOMポートを指定します．

さらに，Mapper_ALL.batを実行します．

スタートメニューからOpenRTPを起動し，RT-System Editorを起動します．

RTCを接続します．

UrgRTCのコンフィグレーションのport_nameをURGセンサが接続されているCOMポートにします．このとき，COM10以上の場合は，\\.\COM10と入力します．

アクティブ化すればシステムが起動し，NavigationManager (GUI) にロボットとレーザーセンサの出力結果が表示されます．

Start Mappingボタンを押すと，マッピングが開始されます．白く塗られた部分は障害物がないと判断された部分です．

図中右側の仮想ジョイスティックを操作すると，ロボットが移動し，マップが広がっていきます．

デフォルトのコンフィグレーションでは，不向きな環境もありますので，適宜変更しながら利用してください．

ソースコードから使う

準備

RTミドルウェアのインストール

本モジュール内のコンポーネントを利用するにはOpenRTM-aistのC++版とJAVA版をインストールしておく必要があります.産総研の公式ホームページからダウンロード可能です(1.1.0版で動作確認).

MRPTのインストール

一部のコンポーネントは移動ロボット用ライブラリである”Mobile Robot Programming Toolkit”を利用しています.MRPTのホームページよりダウンロード&インストールしてください.

各機能の概要

地図作成機能

地図作成機能はMapperViewer, Mapper_MRPT, KobukiRTC, UrgRTCの4つのコンポーネントから構成されます.

MapperViewerコンポーネントはユーザーインターフェースを提供します.現在作成中の地図やロボットのコントローラを表示します.こちらから取得できます.

Mapper_MRPTは,レンジセンサからの測距データとロボットのオドメトリを基に環境地図を作成します.生成された環境地図はサービスポートを介して利用することができます.こちらから取得できます.

KobukiRTCはKobukiRTCは,移動台車ロボット”Kobuki”を操作するためのコンポーネントです.KobukiRTC は株式会社アールティが公開しているホームページより取得できます.

UrgRTCはUrgRTCは,北陽電機株式会社製のレンジセンサからの測距データを取得するコンポーネントです.UrgRTCは産業技術総合研究所が運営する,OpenRTM-aistのホームページより取得できます.

経路追従機能

経路追従機能はMapperViewer, MapServer, PathPlanner_MRPT, SimplePathFollower, Localization_MRPT, KobukiRTC, UrgRTCの7つのコンポーネントから構成されます.このうちMapperViewer,KobukiRTC,UrgRTCに関しては地図作成機能で使用したコンポーネントと同一のコンポーネントです.

MapperViewerから目標地点の設定や経路追従の開始を行うことができます.

MapServerは環境地図をサービスポートを介して提供するコンポーネントです.地図作成機能で生成された地図データを同じディレクトリに配置してください.こちらから取得できます.

PathPlanner_MRPTは,ロボットの現在位置から目標地点までの経路を探索するコンポーネントです.こちらから取得できます.

SimplePathFollowerは計画経路に沿うようにロボットを走行させるコンポーネントです.こちらから取得できます.

Localization_MRPTはレンジセンサからの測距データとロボットのオドメトリを基に,モンテカルロ推定を用いて自己位置推定を行うコンポーネントです.こちらから取得できます.

実行方法

地図作成機能

各コンポーネントを上図のように接続します.

GUI上の”Start”ボタンを押すことで,マッピングが開始されます.GUIコントローラからロボットを操縦し,環境情報を取得することで地図が作成されていきます.

地図を保存する際は,”Save”ボタンを押すことで保存できます.地図の画像ファイル(png)と地図情報ファイル(yaml)ファイルが生成されます.

経路追従機能

各コンポーネントを上図のように接続します.

GUI上の好きな地点をクリックすると,ロボットの目標地点が設定されます.

GUI上の”Plan”ボタンを押すことで,目標地点までの経路を計算します.

経路をロボットに追従させる際は,”Follow”ボタンを押すことで,目標地点に到着するまで経路追従をします.