エージェントシステム 2019年度

Install docker (nvidia-docker) and documentation and sources

git clone https://github.com/agent-system/lecture2019.git
cd lecture2019
git submodule update --init
;; submodule (robotsimulation-docker) was updated

see https://github.com/YoheiKakiuchi/robotsimulation-docker

エージェントシステム課題 最終 (8/2 締め切り) / last assignment (dead line: 2nd August)

工学部2号館3階機械系事務室（307、308号室）に掲示あります。

連絡先: [email protected]

課題に用いる環境

レポートには以下の環境を用いる。 配置が異なる2パターンの環境があるので、 同じプログラムで2つの環境においてタスクが実行できるように するにはどうするかを工夫してもらいたい。

（ランダム配置等で多くのパターンの環境ができるように拡張するとすばらしい）

様々な環境でエージェントが与えられた目標を達成するためのシステム構築の方法について、 最終課題の環境において実際に作って動作させたシステムのシステム図を用いて説明できるとよい

（課題や講義に出てきた、自律動作、学習、指示操縦、基礎制御などの異なる要素の組み合わせに よってシステムが構築されており、その構成にはどういう意図があるのかを説明できるとよい）

問い合わせ / Question

わからないところ、うまく動かないところ、やってみたいこと 気軽に質問してください agentsystemのissue

You can use agentsystemのissue for asking about a trouble of simulation, how to use the robot, how to build the your own programs

You can also see the other student's programs

シミュレーションの実行方法 / Simulation environment

You should use the directory, lecture2019/robotsimulation-docker/choreonoid_docker

If you already have the directory, lecture2019 (cloned from https://github.com/agent-system/lecture2019.git). You should update your directory.

git pull origin master
git submodule update

You should update before using the simulation environment

docker pull yoheikakiuchi/choreonoidsim:16.04dev_release-1.7
or
docker pull yoheikakiuchi/choreonoidsim:16.04dev_no_gl_release-1.7

AizuSpider

Environment A

Environment B

Execute simulation

Environment A

./run.sh roslaunch aizuspider_description aizuspider_task3.launch

Environment B

./run.sh roslaunch aizuspider_description aizuspider_task3.launch task:=TASK_B

AizuSpiderWheel

Execute simulation

Environment A

./run.sh roslaunch aizuspider_description aizuspider_wheel_task3.launch

Environment B

./run.sh roslaunch aizuspider_description aizuspider_wheel_task3.launch task:=TASK_B

JAXON

Execute simulation

Environment A

./run.sh rtmlaunch hrpsys_choreonoid_tutorials create_environment_sample.launch ROBOT_SETTING_YAML:=/choreonoid_ws/src/aizuspider_description/jaxon_task3_a.yaml

Environment B

./run.sh rtmlaunch hrpsys_choreonoid_tutorials create_environment_sample.launch ROBOT_SETTING_YAML:=/choreonoid_ws/src/aizuspider_description/jaxon_task3_b.yaml

OLD INFORMATION: エージェントシステム課題 3回目 (7/10 締め切り) / 3rd assignment (dead line: 10th July)

[email protected] へ課題をメール

Subject: エージェントシステム課題3回目

本文に 所属専攻 研究室 学生証番号 氏名 を記述して、pdfを添付で上記メールアドレスへ送信

適宜ビデオ、ソースコード等も添付のこと。 github上でPull Requestしてもらえるとさらに良い。

締め切り： 7月10日講義まで

課題

説明PDF

Using robot: AizuSpider or JAXON or AizuSpiderWheel (you can use at least one robot)

• Pick all objects on the floor and the table, then Put objects into TrashBox
• Using recognition programs for detecting objects

Advanced:

• Using two AizuSpiders for cooperative work
• Completely autonomous executing the task
• Use the same program for the different robot
• Update control algorithm of two-wheel inverted pendulum
• Create your original task and environment and solve it

問い合わせ / Question

わからないところ、うまく動かないところ、やってみたいこと 気軽に質問してください agentsystemのissue

You can use agentsystemのissue for asking about a trouble of simulation, how to use the robot, how to build the your own programs

シミュレーションの実行方法 / Simulation environment

You should use the directory, lecture2019/robotsimulation-docker/choreonoid_docker

If you already have the directory, lecture2019 (cloned from https://github.com/agent-system/lecture2019.git). You should update your directory.

git pull origin master
git submodule update

You should update before using the simulation environment

docker pull yoheikakiuchi/choreonoidsim:16.04dev_release-1.7
or
docker pull yoheikakiuchi/choreonoidsim:16.04dev_no_gl_release-1.7

AizuSpider

Execute simulation

./run.sh roslaunch aizuspider_description aizuspider_task2.launch

Sample code (move)

./exec.sh
$ roscd aizuspider_description
## move -1 [m]
$ ./move.py --trans -1 --name AizuSpiderAA
## rotate 0.2 [rad]
$ ./move.py --rot 0.2 --name AizuSpiderAA

Sample code (recognition / color filter)

Color (HSI) Filter

./exec.sh
$ roslaunch jsk_pcl_ros hsi_color_filter.launch INPUT:=/AizuSpiderAA/ARM_CAMERA/points

you can use rqt_reconfigure for changing parameters of the filter

./exec.sh
$ rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure

you can see sensor values and recognition results

./exec.sh
$ rosrun rviz rviz -d $(aizuspider_description)/AizuSpiderAA.rviz

Sample code (recognition / plane segmentation)

Plane Segmentation

./exec.sh
$ roslaunch aizuspider_description plane_segmentation.launch

see jsk_pcl_ros

Sample code (Inverse-Kinematics and Grasp

Solving Inverse-kinematics (see source file)

./exec.sh
$ roscd aizuspider_description
$ python solve_ik.py

Grasping Hand (see source file)

./exec.sh
$ roscd aizuspider_description
$ python grasp.py

Sample code (interactive pick and place)

./exec.sh
$ roscd aizuspider_description
$ python click_and_pick.py

./exec.sh
$ roslaunch aizuspider_description pointcloud_screenpoint.launch

Clicking the point in the viewer, then the robot may reach to the object you clicked

AizuSpiderWheel

Execute simulation

./run.sh roslaunch aizuspider_description aizuspider_wheel_task2.launch

you can use the same sample code as described in AizuSpider

Feedback control of Inverted Pendulum

You can see the code here

https://github.com/agent-system/aizuspider_description/blob/master/InvPendulumController.cpp

You can change the code and recompile it with below commands.

./exec.sh
$ roscd aizuspider_description
$ /usr/bin/c++ -DInvPendulumController_EXPORTS -I/choreonoid_ws/devel/include/choreonoid-1.7 -I/usr/include/eigen3 -I/opt/ros/kinetic/include -O3 -DNDEBUG -fPIC -std=c++11 -c InvPendulumController.cpp
$ /usr/bin/c++  -fPIC -O3 -DNDEBUG  -shared -Wl,-soname,InvPendulumController.so InvPendulumController.o -o InvPendulumController.so -lroscpp -L/opt/ros/kinetic/lib

JAXON

Execute simulation

./run.sh rtmlaunch hrpsys_choreonoid_tutorials create_environment_sample.launch ROBOT_SETTING_YAML:=/choreonoid_ws/src/aizuspider_description/jaxon_task2.yaml

Sample code (recognition)

Color (HSI) Filter

./exec.sh
roslaunch jsk_pcl_ros hsi_color_filter.launch INPUT:=/multisense_local/organized_image_points2

Sample code (recognition)

./exec.sh
$ roscd aizuspider_description
$ roseus clicked-pick-jaxon.l

./exec.sh
$ roslaunch aizuspider_description pointcloud_screenpoint.launch image:=/multisense_local/left/ points:=/multisense_local/organized_image_points2 image_type:=image_rect_color

OLD INFORMATION: (6/12)締め切り エージェントシステム課題 2回目

課題

説明PDF

WRS2018用のロボット(AizuSpider) 2台の協調、もしくは、JAXON(1台)を使ってタスクを実行する

• ガレキの下の小さなブロックを救出（被害者のダミー）
• 壁に刺さっている棒を引き抜く
• 奥の大きなブロックを動かす

アドバンスド課題

• AizuSpiderとJAXON(や他のロボット)との協調できるようにしてみる。
• 違う環境を作って、その環境でタスクを解決してみる。

シミュレーションの実行方法

以下ではすべて、lecture2019/robotsimulation-docker/choreonoid_docker ディレクトリで実行

以下を行ってください

docker pull yoheikakiuchi/choreonoidsim:16.04_release-1.7
もしくは
docker pull yoheikakiuchi/choreonoidsim:16.04_no_gl_release-1.7

AizuSpider

$ ./run.sh roslaunch aizuspider_description aizuspider.launch

シミュレーションスタートボタンを押すこと

AizuSpiderAA(右側) と AizuSpiderBB(左側) という名のロボットが２台使用することができる

初期設定ではジョイスティックで移動しかできなくなっています。 振り付け等で関節を動かしてください。

以下で、全身のジョイスティック動作ができるようになります。（もう一回すると戻ります、相互に行き来するのはあまりうまく行きません）

./exec.sh rosrun aizuspider_description toggle_trajectory_controll.py -N AizuSpiderAA

ジョイスティックを2つ使う

$ ./exec.sh roslaunch choreonoid_joy joy.launch namespace:=AizuSpiderAA device:=/dev/input/js0
$ ./exec.sh roslaunch choreonoid_joy joy.launch namespace:=AizuSpiderBB device:=/dev/input/js1

robotsimulation-docker/choreonoid_docker/keyboard_joy.py としてキーボードから/joyを出せるサンプルがあります

./keyboard_joy.py key_joy:=/AizuSpiderAA/joy

JAXON

./run.sh rtmlaunch hrpsys_choreonoid_tutorials create_environment_sample.launch ROBOT_SETTING_YAML:=/choreonoid_ws/src/aizuspider_description/jaxon_task1.yaml

JAXONが使用することができる

環境を作りたい時には

Task1-AizuSpiderSS.cnoid を参考にすると、

Task1-Agent-System2019.cnoid をロードしているのが分かる

JAXONの場合は、 jaxon_task1.yaml を見ると、同じく Task1-Agent-System2019.cnoid をロードしているのが分かる

JAXONの場合はyamlファイルに環境モデルを追加しても良い　 参考

choreonoidで振り付けした動作のシミュレーション上での実行

振り付け用のchoreonoidファイル

以下で、振り付けのためのモデルとポーズ列が含まれるchoreonoidプロジェクトがロードされる

AizuSpider

$ ./run.sh choreonoid /choreonoid_ws/src/aizuspider_description/AizuSpider_no_sim.cnoid

JAXON

$ ./run.sh choreonoid /choreonoid_ws/src/aizuspider_description/JAXON_no_sim.cnoid

ファイルへ書き出し

メニューから

File -> Save Selected Item As
ファイルを指定

Dockerで実行している場合、/userdir ディレクトリ以下に書き出すと ./run.sh を実行したディレクトリ以下に保存される

シミュレーション上での動作実行

シミュレーションを実行している状態で

$ ./exec.sh
$ rosrun aizuspider_description send_trajectory_with_pseq.py -N AizuSpiderAA -F /choreonoid_ws/src/aizuspider_description/aizu_p0.pseq --offset=2.0

-Nを変更すると異なるロボットへ

-N AizuSpiderBB

--offsetを変更すると、ロボットの現在姿勢からポーズ列の最初の姿勢への遷移時間が変更できる

--offset=2.0

JAXON

$ ./exec.sh
$ rosrun aizuspider_description send_trajectory_with_pseq.py --action fullbody_controller/follow_joint_trajectory_action -F /choreonoid_ws/src/aizuspider_description/jaxon_p0.pseq

.pseqファイルの形式

aizuspider_description/aizu_p0.pseq を参考にする

type: PoseSeq
name: "PoseSeq"
targetBody: "AizuSpider"
refs:
  - 
    time: 0 ### 時間
    refer: 
      type: Pose
      name: ""
      joints: [ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ] ### JointID
      q: [ 
        0, 0, 0, 0, 0, 3.14159265, 3.14159265, 0, 0, 0, 
        0.959931089, 0.959931089, 0.959931089 ] ### 関節角度列

• refs:のリストを増やしていくことで姿勢を追加できる
• 時間と関節角度列をうまく設定する

編集したファイルを、 choreonoid上（振り付け用のプロジェクトが良い）において、ツリー上でロボットモデルを選択して、 以下から読み込むことができる

File -> Open -> Pose Sequence

python インターフェース

ROS Topics

トピックを確認できる

$ rostopic list

## Acceleration sensor / Gyro Sensor
/AizuSpiderBB/CHASSIS_ACCELERATION_SENSOR
/AizuSpiderBB/CHASSIS_RATE_GYRO_SENSOR
## Camera Image
/AizuSpiderBB/ARM_CAMERA/image
/AizuSpiderBB/BACK_CAMERA/image
/AizuSpiderBB/FRONT_CAMERA/image
/AizuSpiderBB/LEFT_CAMERA/image
/AizuSpiderBB/RIGHT_CAMERA/image
## Joint Trajectory Action
/AizuSpiderBB/fullbody_controller/command
/AizuSpiderBB/fullbody_controller/follow_joint_trajectory/cancel
/AizuSpiderBB/fullbody_controller/follow_joint_trajectory/feedback
/AizuSpiderBB/fullbody_controller/follow_joint_trajectory/goal
/AizuSpiderBB/fullbody_controller/follow_joint_trajectory/result
/AizuSpiderBB/fullbody_controller/follow_joint_trajectory/status
/AizuSpiderBB/fullbody_controller/state
## Joint States
/AizuSpiderBB/joint_states

• Joint Trajectory Action

JAXON

$ exec.sh
$$ hrpsyspy --robot 'JAXON_RED(Robot)0'
$$ hcf.abc_svc.goPos(1, 0, 0) ## 1m 前方に進む

以下にいろいろな関数が定義されている https://github.com/fkanehiro/hrpsys-base/blob/master/python/hrpsys_config.py

euslispインターフェース

AizuSpider

$ exec.sh
$ roscd aizuspider_description
$ roseus aizuspider-interface.l
roseus$ (aizuspider-init)
roseus$ (irtviewer (list *robot*))
roseus$ (send *ri* :angle-vector (send *robot* :angle-vector) 5000)

JAXON

$ exec.sh
$ roscd hrpsys_choreonoid_tutorials/euslisp
$ roseus jaxon_jvrc-interface.l
roseus$ (jaxon_jvrc-init)
roseus$ (irtviewer (list *robot*))
roseus$ (send *ri* :angle-vector (send *robot* :angle-vector) 5000)

see https://github.com/YoheiKakiuchi/robotsimulation-docker/tree/master/choreonoid_docker

OLD INFORMATION: (5/8締め切り) エージェントシステム課題１回目

課題は 「Choreonoidの振り付けする」　もしくは　「Dockerでシミュレーションを動かす」のいずれかを提出してください

https://github.com/agent-system/lecture2019/blob/master/documents/%E3%82%A8%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%83%88%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A020190424_docker.pdf