• 動作環境
• インストール手順(Windows)
  • Python
  • Choreonoid
  • ソースコードからビルドする場合
• インストール手順(Ubuntu)
  • ダウンロード
  • インストール
  • 動作確認に必要なソフトウェアのインストール

動作環境

動作環境は以下の通りです。

• Windows 8.1
• Windows 10
• Ubuntu 14.04
• Ubuntu 16.04

Windowsの場合はビルド済みバイナリを配布してあります。

インストール手順(Windows)

Python

Python 2.7(64bit)をインストールしてください。

• Python 2.7.14

Choreonoid

ビルド済みChoreonoid+OpenRTM連携プラグインは以下からダウンロードできます。

• Choreonoid+OpenRTM-Python-Plugin.zip

このファイルをLhaplus等で適当な場所に展開すればインストール完了です。

ソースコードからビルドする場合

何らかの事情によりソースコードからビルドせざる得ない場合は、以下のページの手順でビルドしてください。

• インストール手順(Windows、ソースからビルド)

インストール手順(Ubuntu)

ダウンロード

Choreonoidのインストール手順についてはChoreonoid ホームページに詳しく記載されているようなのですが、一応こちらでも説明します。

Choreonoidのソースコードですが、以下の理由により独自の変更を加えてあります。

• OpenRTM連携プラグインのRTシステムエディタ上でRTCをダブルクリックした際に専用Pythonエディタを開く機能を追加するための変更
• 2017年7月時点でWindowsで動作しなかったため一部変更
• Pythonでライトを操作するための関数追加

このため、オリジナルのChoreonoidではなくフォークしたものをクローンしてください。

 git clone https://github.com/Nobu19800/choreonoid.git

gitをインストールしていない場合は以下のコマンドを入力してください。

 sudo apt-get install git

インストール

依存ライブラリ

Choreonoidには必要ライブラリをインストールするスクリプトが付属しているようなので、このスクリプトを起動してください。

 cd choreonoid
 sh misc/script/install-requisites-ubuntu-14.04.sh

OpenRTM-aist

 wget http://svn.openrtm.org/OpenRTM-aist/tags/RELEASE_1_1_2/OpenRTM-aist/build/pkg_install_ubuntu.sh

OpenRTM-aist-Python

以下のコマンドを入力してください。

 wget http://svn.openrtm.org/OpenRTM-aist-Python/tags/RELEASE_1_1_2/OpenRTM-aist-Python/installer/install_scripts/pkg_install_python_ubuntu.sh
 sudo sh pkg_install_python_ubuntu.sh

Choreonoid

 cd sample
 git clone https://github.com/Nobu19800/OpenRTMPythonPlugin.git
 cd ..
 mkdir build
 cd build
 cmake .. -DENABLE_PYTHON=ON -DBUILD_PYTHON_PLUGIN=ON -DBUILD_OPENRTM_PYTHON_PLUGIN=ON
 make
 sudo make install

cmakeコマンドのオプションを変更してビルドしてください。

 cmake .. -DENABLE_PYTHON=ON -DBUILD_PYTHON_PLUGIN=ON -DBUILD_OPENRTM_PYTHON_PLUGIN=ON -DENABLE_CORBA=ON -DBUILD_CORBA_PLUGIN=ON -DBUILD_OPENRTM_PLUGIN=ON

動作確認に必要なソフトウェアのインストール

動作確認のためにゲームパッドのRTCを使用しますが、このRTCの動作にはPySDL2がインストールされている必要があります。

動作確認用のRTCに必要というだけなので、次ページの動作確認を行わない場合はインストールの必要はありません。

以下のコマンドを入力してください。

 wget https://bitbucket.org/marcusva/py-sdl2/downloads/PySDL2-0.9.5.tar.gz
 tar xf PySDL2-0.9.5.tar.gz
 cd PySDL2-0.9.5
 sudo python setup.py install

さらにSDL2のインストールが必要なので、以下のコマンドでインストールしてください。

 sudo apt-get install libsdl2-2.0-0 libsdl2-image-2.0-0

これで準備完了です。

このページではChoreonoid OpenRTM連携プラグイン Python版でTankモデルをゲームパッドで操作するまでの手順を説明します。 使用するモデル、作成するRTCはChoreonoid公式ページのチュートリアルとほぼ同じです。

• RTC作成
  • RTC Builder起動
  • RTCひな型作成
  • ソースコード編集
• RTシステム作成
  • Choreonoid起動
  • アイテム追加
  • RTCの仕様

RTC作成

この章ではシミュレータ上のアクチュエータ、センサなどの入出力を行うRTCの開発手順を説明します。

RTC Builder起動

まずはRTC Builderでソースコードのひな型を作成します。 RTC Builder利用のために、OpenRTM-aistをインストールしてください。

• OpenRTM-aist.2.0.1-RELEASE

インストールが完了したらRTC Builderを起動してひな型を作成してください。 Windows 8.1の場合は「スタート」>「アプリビュー(右下矢印)」>「OpenRTM-aist 2.0.1」>「OpenRTP」をクリックすると起動できます。

作成手順は以下が参考になります。

• RTCBuilder-1.1.0

RTCひな型作成

作成するRTCの仕様は以下のようになっています。言語はPythonを選択してください。

ソースコード編集

生成したソースコードにRTCのモジュール名のクラス(TankIoRTC_Pyならばclass TankIoRTC_Py)が記述されているので、そのクラスに以下の関数を追加してください。

具体的には以下のソースコードを記載します。

 class TankIoRTC_Py(OpenRTM_aist.DataFlowComponentBase):
     (省略)
 
     #ボディオブジェクト設定関数
     def setBody(self, body):
         
         self.ioBody = body
         
         #Linkオブジェクト取得
         self.cannonY = self.ioBody.link("CANNON_Y")
         self.cannonP = self.ioBody.link("CANNON_P")
         self.crawlerL = self.ioBody.link("CRAWLER_TRACK_L")
         self.crawlerR = self.ioBody.link("CRAWLER_TRACK_R")
         
         #Lightオブジェクト取得
         self.light = self.ioBody.getLight("MainLight")
         
         
     #センサの計測値などをアウトポートから出力する処理等を記述する関数
     #シミュレーションステップ後に実行される
     def inputFromSimulator(self):
         if self.ioBody:
             #砲台の角度取得、格納
             self._d_angles.pan = self.cannonY.q
             self._d_angles.tilt = self.cannonP.q
 
             #砲台の角度出力
             OpenRTM_aist.setTimestamp(self._d_angles)
             self._anglesOut.write()
 
 
     #アクチュエータのトルクなどをインポートから入力する処理等を記述する関数
     #シミュレーションステップ前に実行される
     def outputToSimulator(self):
         if self.ioBody:
             #砲台のトルク入力
             if self._torquesIn.isNew():
                 data = self._torquesIn.read()
                 self.cannonY.u = data.data[0]
                 self.cannonP.u = data.data[1]
             #車体の速度入力
             if self._velocitiesIn.isNew():
                 data = self._velocitiesIn.read()
                 vx = data.data.vx
                 va = data.data.va
                 
                 rms = (vx + va*self._wheel_distance[0])/self._wheel_radius[0]
                 lms = (vx - va*self._wheel_distance[0])/self._wheel_radius[0]
                 
                 #クローラーの速度入力
                 self.crawlerL.dq = lms
                 self.crawlerR.dq = rms
             #ライトのオンオフ入力
             if self._lightSwitchIn.isNew():
                 data = self._lightSwitchIn.read()
                 
                 self.light.on(data.data[0])
                 self.light.notifyStateChange()
 
 

Link名はモデルに対応するアイテムを選択後、左下のビューから""リンク""タブを表示すれば確認できます。

     def setBody(self, body):
         self.ioBody = body
 
         self.cannonY = self.ioBody.link("CANNON_Y")
         
         (省略)
         
         self.light = self.ioBody.getLight("MainLight")

関節の角度の取得q変数により取得できます。

 self._d_angles.pan = self.cannonY.q

関節の速度の入力はdq、トルクの入力はu変数に格納することでシミュレータに反映できます。

 self.crawlerL.dq = lms

 self.cannonY.u = data.data[0]

ライトのオンオフはon変数にbool変数を格納します。

 self.light.on =  data.data[0]

RTシステム作成

Choreonoid起動

Windows

Windowsの場合はChoreonoidを展開したフォルダのbin/chorenoid.exeをダブルクリックしてください。

Ubuntu

Ubuntuの場合はコマンドからchoreonoidと入力してください。

アイテム追加

ワールド、シミュレータ

まずはワールドアイテム、シミュレータアイテムを追加します。 ファイル、新規からワールドとAISTシミュレータを選択して追加してください。 ※表示されるアイテムの順番が変わることがあるため、この画像と違う画面になる可能性があります。

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)

アイテムツリーの概要、アイテムの移動方法は以下のページを参考にしてください。

• プロジェクトとアイテム — Choreonoid 開発版 ドキュメント

モデル

次に環境、タンクのモデルを追加します。

ファイル、読み込みからOpenHRP モデルファイルを選択後、以下のファイルを読み込んでください。

• {Choreonoidインストールディレクトリ}/share/model/tank/tank.wrl
• {Choreonoidインストールディレクトリ}/share/model/Labo1/Labo1.wrl

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)
   |-Tank(model/tank/tank.wrl)
   |-Labo1(model/Labo1/Labo1.wrl)

RTコンポーネント

RTコンポーネントを追加します。 ファイル、新規からPyRTCを選択して追加してください。

この時点でアイテムツリーは以下のようになります。

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)
   |-Tank(model/tank/tank.wrl)
       |-TankIO(PyRTC)
       |-Controller(PyRTC)
       |-Joystick(PyRTC)
   |-Labo1(model/Labo1/Labo1.wrl)

Pythonファイルの設定

TankIO、Controller、JoystickのプロパティからRTC moduleという項目を設定してください。

Pythonファイルを設定するとRTCが起動します。 ※本プラグインではChoreonoidに付属しているC++版OpenRTMプラグインのようにControllerRTC、BodyIoRTC、RTCという区別はありません。RTCのソースコードにシミュレータ上のロボットの制御、センサ値の取得等の処理を書けばそれでBodyIoRTCと同じ動作ができます。

RTシステム構築

RTシステムを追加します。 ファイル、新規からRTシステムを選択して追加してください。

'RTCリストが表示されていない場合は同様に表示してください。

シミュレーション実行

シミュレーションを開始する前に、時間分解能を1000fpsに設定してください。 これでシミュレーションを開始するとゲームパッドのジョイスティックでシミュレータ上のクローラー、アームの操作、ボタンでライトのオンオフを操作できるようになります。

RTCの仕様

基本はChoreonoid付属のOpenRTMプラグインのサンプルと同じですが、一部データ型の変更、コンフィギュレーションパラメータの追加を行っています。

TankJoystickControllerRTC_Py

Tankロボットの制御を行うためのRTCです。

JoystickPySDL2

ゲームパッドのアナログスティック、ボタン等の状態を出力するRTCです。

このページではRTCEditorアイテム、ComponentListアイテムの利用方法を四足歩行ロボットのシミュレータ作成を例にして解説します。

• アイテム追加
  • ワールド、シミュレータ
  • モデル
  • RTコンポーネント
  • RTシステム構築
  • シミュレータ起動

アイテム追加

ワールド、シミュレータ

まずはワールドアイテム、シミュレータアイテムを追加します。 ファイル、新規からワールドとAISTシミュレータを選択して追加してください。

この時点でアイテムツリーは以下のようになります。

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)

モデル

次に地面、四足歩行ロボットのモデルを追加します。

ファイル、読み込みからOpenHRP モデルファイルを選択後、以下のファイルを読み込んでください。

• {Choreonoidインストールディレクトリ}/share/model/QuadrupedRobot/QuadrupedRobot.yaml
• {Choreonoidインストールディレクトリ}/share/model/house/floor.body

すると以下のように3Dモデルが表示されます。 表示されない場合はアイテムツリー上の該当アイテムのチェックボタンをオンにしてください。

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)
   |-QuadrupedRobot(model/QuadrupedRobot/QuadrupedRobot.yaml)
   |-floor(model/house/floor.body)

RTコンポーネント

PyRTCアイテム

RTコンポーネントを追加します。 ファイル、新規からPyRTCItemを選択して追加してください。

QuadrupedRobotアイテムの下にアイテムを追加して、QuadrupedRobotIOと名前を付けてください。

この時点でアイテムツリーは以下のようになります。

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)
   |-QuadrupedRobot(model/QuadrupedRobot/QuadrupedRobot.yaml)
       |-QuadrupedRobotIO(PyRTCItem)
   |-floor(model/house/floor.body)

Pythonファイルの設定

QuadrupedRobotIOのプロパティからRTC moduleという項目を設定してください。

ファイル名にQuadrupedRobot_Choreonoid.pyを設定してください。 これで四足歩行ロボット用の入出力RTCが起動します。

ComponentListアイテム

RTCランチャーを起動します。ファイル、アイテムからComponentListItemを選択して追加してください。

• Foot_Position_Controller(四足歩行ロボット足先位置制御コンポーネント)
• Intermittent_Crawl_Gait_Controller(四足歩行ロボット間歇クロール歩容コンポーネント)

実行(rtcd、周期実行)ボタンを押すだけで起動できます。

※本来はトリガー駆動の実行コンテキストを使用したいのですが、OpenRTM-aist C++版のバグにより実現できていません。

RTCEditorアイテム

RTCエディタを起動します。ファイル、アイテムからRTCEditorItemを選択してワールドアイテムの下に追加してください。

データポート追加

四足歩行ロボットの目標速度を設定するアウトポートを追加します。 右側のウインドウから以下の設定を行ってください。

作成ボタンを押すとデータポートを作成します。

コード編集

ソースコードの編集を行います。

データポート変数名について

先ほど作成したデータポートにかかわる変数名については、右側のデータポート変数名タブからコピーできます。

コード記述

左側のコード編集ウインドウは各アクティビティ+α(setBody、inputFromSimulator、outputToSimulator、グローバル)で実行する処理が記述できます。

onExecute関数の処理に以下を記述してください。

 self._d_out.data.vx = 0.03
 self._d_out.data.va = 0
 self._outOut.write()
 
 return RTC.RTC_OK

変更した内容は更新ボタンを押すと反映されます。

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)
   |-QuadrupedRobot(model/QuadrupedRobot/QuadrupedRobot.yaml)
       |-QuadrupedRobotIO(PyRTCItem)
   |-floor(model/house/floor.body)
   |-ComponentList
   |-RTCEditor

RTシステム構築

RTシステムアイテム追加後、表示、ビューの表示からRTCダイアグラムを表示してください。

RTCの各ポートを以下のように接続してください。

 World(ワールドアイテム)
   |-AISTSimulator(AISTシミュレータ)
   |-QuadrupedRobot(model/QuadrupedRobot/QuadrupedRobot.yaml)
       |-QuadrupedRobotIO(PyRTCItem)
   |-floor(model/house/floor.body)
   |-ComponentList
   |-RTCEditor
   |-RTSystem

シミュレータ起動

最後にシミュレーションを開始すると四足歩行ロボットが前進します。

実行中のコード変更

シミュレータ起動中に例えば以下のようにRTCEditorのonExecute関数のコードを変更して更新ボタンを押すと、シミュレーション実行中に四足歩行ロボットが前進から旋回する運動に変化することが確認できます。

 self._d_out.data.vx = 0
 self._d_out.data.va = 0.8
 self._outOut.write()
 
 return RTC.RTC_OK

• Choreonoidが起動しない
  • Pythonの問題
  • PCの対応しているOpenGLバージョンの問題
• OpenRTMプラグインがロードできない
• どのプラグインもロードできない
• RTCEditorアイテム追加時にプロセスが落ちる

Choreonoidが起動しない

以下の原因が考えられます。

Pythonの問題

まずPython 2.7の64bit版がインストールされていることを確認してください。

• Python 2.7.14

それでも起動しない場合は、PYTHONHOMEをPythonインストールディレクトリに設定してください。

 set PYTHONHOME=C:\python27

これで動かない場合は下のコメント欄でお知らせください。

PCの対応しているOpenGLバージョンの問題

Choreonoid内部のライブラリの問題でOpenGL 1.1にしか対応していないPCでは起動できません。 以下のサイトでOpenGLバージョンチェックプログラムを入手して確認してください。

• http://skomo.o.oo7.jp/f53/hp53_9.htm

OpenRTMプラグインがロードできない

現在、調査中です。

どのプラグインもロードできない

パスに日本語が含まれているとロードできません。

これはChoreonoid自体の問題なので、こちらでは対処しません。

RTCEditorアイテム追加時にプロセスが落ちる

この問題についても調査中です。

• Choreonoid OpenRTM連携プラグインについて
• 既知のバグ
• 未実装の機能
• 使用したライブラリ
• Choreonoidに関するメモ

Choreonoid OpenRTM連携プラグインについて

Choreonoid標準で付属しているOpenRTM連携プラグインには以下の機能がありません。

• コンフィギュレーションパラメータ設定機能
• コネクタ接続時のデータ型判別機能

これらの機能は近いうちに追加される予定らしいですが、現状ではコンフィギュレーションパラメータの設定はRTShell等で外部から実行してください。

コネクタ接続時にデータ型が違っても接続するため注意が必要です。

既知のバグ

RTCEditorでPythonモジュールが読み込めない環境が存在するらしいです。 原因は調査中です。

未実装の機能

ComponentListアイテムで起動したRTCをシミュレータがtickで実行する機能は現在のところ未実装です。

使用したライブラリ

使用したライブラリは以下の通りです。

• Choreonoid
• boost-1.6.1
• Eigen
• omniORB-4.2.2
• OpenRTM-aist-1.2.0
• pybind11
• Python-2.7.13
• Qt 5.8
• yaml-0.1.7

また、サンプルコンポーネントに以下のライブラリを使用しています。

• ODE-0.13
• PySDL2
• SDL2

Choreonoidに関するメモ

• アイテムの順番が環境によって違う事がある
• プラグインの日本語化にはpoフォルダの中に言語ファイルja.poを用意する。

   Pluginルートディレクトリ
      |-po
          |-ja.po

ja.poの中身には以下のように翻訳前と翻訳後の文字を羅列する。

 msgid "RTC directory"
 msgstr "RTCディレクトリ"

これで自動的にPOファイルをMOファイルにコンパイルするはずですが、Choreonoidはプラグイン名に対応するファイルをロードするため、プラグイン名は正しく設定する必要がある。