pedal.
lift.

2주차 프로젝트 개요 및 목표

목표

카메라 비전 처리 결과로 생성된 상세 로봇 팔 움직임 데이터를 활용하여 Astra 로봇 팔의 다중 조인트를 동시에 제어하도록 teleop_node 기능을 확장합니다. 페달 입력을 통해 하부 이동 및 그리퍼를 통합 제어하며, 시스템을 Launch 파일로 통합하고 MoveIt 시뮬레이션 환경에서 안정적으로 실행 및 검증합니다. 최종 결과를 체계적으로 정리하여 보고합니다.

핵심 기술

• Python 기반 ROS2 노드 기능 확장
• 비전 처리 결과(상세 로봇 팔 움직임 데이터) 활용
• ROS2 Parameter 관리
• ROS2 Launch 파일 통합
• MoveIt 시뮬레이션 디버깅 및 검증

2주차 과제 상세 해결 가이드

과제 2.1: 비전 데이터 기반 다중 로봇 팔 조인트 및 전체 로봇 제어 구현

목표

1주차에서 단일 조인트 제어를 확장하여, non_ros_src/astra_teleop에서 생성된 상세 로봇 팔 움직임 데이터(예: 목표 조인트 값, 엔드이펙터 pose)를 활용해 다중 조인트를 동시에 제어하도록 teleop_node.py를 개선합니다. 페달 입력으로 하부 이동과 그리퍼 제어를 통합 구현합니다.

기술 설명

• teleop_node.py는 비전 처리 결과를 수신하여 상세 로봇 팔 움직임 데이터를 sensor_msgs/msg/JointState로 변환합니다.
• 비전 데이터가 엔드이펙터 pose일 경우 역기구학(IK) 계산이 필요할 수 있습니다.
• 페달 입력은 하부 선형/각속도(geometry_msgs/msg/Twist) 및 그리퍼 열림/닫힘 명령을 생성합니다.
• 비전-조인트 매핑, 페달-명령 매핑, 스케일링 계수, 조인트/속도 제한은 ROS2 Parameter로 관리합니다.

실행 단계

1. src/astra_controller/astra_controller/teleop_node.py를 엽니다.
2. 비전 처리 결과와 페달 입력 수신 로직을 확인합니다.
3. 로봇 팔 조인트 이름 리스트와 하부/그리퍼 토픽 및 메시지 타입을 정의합니다.
4. sensor_msgs/msg/JointState 객체를 생성합니다.
5. joint_state_cmd.header.stamp = self.get_clock().now().to_msg()로 타임스탬프 설정.
6. 조인트 이름을 joint_state_cmd.name에 추가합니다.
7. 비전 데이터를 활용해 조인트 목표 값(위치/속도)을 계산하여 joint_state_cmd.position 또는 joint_state_cmd.velocity에 채웁니다. 역기구학 계산 또는 클리핑 적용.
8. 페달 입력으로 하부 및 그리퍼 명령을 생성합니다.
9. /leader_arm/commands, /cmd_vel, /gripper_command 토픽에 명령을 발행합니다.
10. 설정 값을 ROS2 Parameter로 관리하고 YAML 파일로 분리합니다.
11. colcon build --packages-select astra_controller로 빌드합니다.

핵심 파일/개념

• src/astra_controller/teleop_node.py
• non_ros_src/astra_teleop
• sensor_msgs/msg/JointState
• 역기구학(IK)
• ROS2 Parameter

예상 결과

teleop_node가 비전 데이터와 페달 입력을 받아 다중 조인트, 하부, 그리퍼 제어 명령을 발행하며, 메시지 내용이 입력에 따라 변화합니다.

문제 해결 팁

• 비전 데이터와 조인트 변환 로직을 정확히 이해합니다.
• MoveIt의 IK Solver 또는 non_ros_src/ModernRobotics를 활용합니다.

과제 2.2: 전체 시스템 통합 Launch 파일 구축 및 설정 관리

목표

카메라 드라이버, 비전 처리, 페달 입력, teleop_node, moveit_relay_node, 하부/그리퍼 노드, MoveIt 시뮬레이션을 단일 Launch 파일로 실행하고, 설정을 YAML 파일로 관리합니다.

기술 설명

• Launch 파일은 모든 노드를 Node 액션으로 정의하고, MoveIt 시뮬레이션(astra_moveit_config/launch/demo.launch.py)을 포함합니다.
• YAML 파일로 파라미터를 로드하여 노드에 전달합니다.

실행 단계

1. astra_controller/launch/teleop_vision_sim.launch.py를 엽니다.
2. 카메라 드라이버 노드(예: usb_cam)를 추가합니다.
3. 비전 처리 노드(독립적인 경우)를 추가합니다.
4. 페달 입력 노드(독립적인 경우)를 추가합니다.
5. teleop_node에 YAML 파일 경로를 지정합니다.
6. moveit_relay_node, base_node, lift_node, 그리퍼 노드를 확인합니다.
7. MoveIt 시뮬레이션 Launch 파일을 포함합니다.
8. LaunchDescription에 모든 액션을 추가합니다.
9. 빌드 후 ros2 launch astra_controller teleop_vision_sim.launch.py를 실행합니다.
10. rqt_graph로 노드 연결을 확인합니다.

핵심 파일/개념

• astra_controller/launch/teleop_vision_sim.launch.py
• 카메라/비전/페달 노드
• MoveIt 시뮬레이션
• ROS2 Parameters

예상 결과

단일 Launch 파일로 시스템이 실행되며, 설정은 YAML 파일로 관리됩니다.

문제 해결 팁

• rqt_graph와 ros2 topic echo로 연결 및 메시지를 검증합니다.
• YAML 문법 오류를 확인합니다.

과제 2.3: MoveIt 시뮬레이션 동작 상세 검증

목표

통합 시스템을 MoveIt 시뮬레이션에서 실행하고, 비전 및 페달 입력에 따른 로봇 움직임을 검증합니다.

기술 설명

• RViz로 시각적 움직임을 확인하고, ROS2 툴로 명령과 상태를 모니터링합니다.

실행 단계

1. 통합 Launch 파일로 시스템을 실행합니다.
2. RViz에서 로봇 움직임을 확인합니다.
3. 비전 입력으로 다중 조인트를 테스트합니다.
4. 페달 입력으로 하부/그리퍼를 테스트합니다.
5. 팔, 하부, 그리퍼를 동시에 조작합니다.
6. rqt_plot으로 /leader_arm/commands와 /joint_states를 분석합니다.
7. ros2 topic echo로 메시지를 확인합니다.
8. rqt_graph로 통신을 검증합니다.
9. 문제점을 기록합니다.

핵심 파일/개념

• 통합 Launch 파일
• RViz
• rqt_plot
• /joint_states, /leader_arm/commands

예상 결과

비전 및 페달 입력에 따라 로봇이 자연스럽게 움직이며, ROS2 툴로 상태를 모니터링할 수 있습니다.

문제 해결 팁

• 비전 데이터 노이즈, 제어 주기, MoveIt 파라미터를 검토합니다.

과제 2.4: 구현 결과 정리 및 보고

목표

프로젝트 과정을 정리하고, 시뮬레이션 동작을 기록하며, 보고서를 작성합니다.

기술 설명

• 코드 변경, Launch 파일 사용법, 테스트 결과를 명확히 전달합니다.
• 비전 데이터 생성/활용 및 페달 매핑을 설명합니다.

실행 단계

1. Git으로 코드 변경을 커밋합니다.
2. Launch 파일 및 YAML 사용법 문서를 작성합니다.
3. 시뮬레이션 동작을 녹화/스크린샷 촬영합니다.
4. 보고서를 작성합니다:
   • 서론: 프로젝트 목표 및 개요
   • 구현 내용: 비전/페달 처리, teleop_node, Launch 파일
   • 실행 방법: Launch 파일 및 장치 설정
   • 결과 및 검증: 시연 결과, 제어 성능
   • 문제점 및 해결
   • 향후 개선점
   • 결론
5. 코드, 문서, 영상/스크린샷을 공유합니다.

핵심 파일/개념

• teleop_node.py
• Launch/YAML 파일
• 비전/페달 활용 설명
• 시연 영상/스크린샷
• 보고서

예상 결과

구현 결과가 정리되고, 시연과 보고서가 완성됩니다.

문제 해결 팁

• 비전 데이터 형식과 JointState 변환을 상세히 설명합니다.
• 시연 영상에 비전 입력 소스를 포함합니다.