目次

1.この記事の内容について
2.津田沼チャレンジでの課題について
3.Raspberry Pi Catの構成および性能（ハードウェア）
4.Raspberry Pi Catの構成（ソフトウェア（ROS））
5.ナビゲーションのやり方
6.Raspberry Pi Catを使用した理由 & 完走までの流れについて(お話)
7.実際の走行動画
8.おわりに

1. この記事の内容について

こんにちは、12月2日を担当させていただく、BEIKEです。
つくばチャレンジが中止になったことから、規模は違いますが大学の敷地内で代わりとして千葉工業大学 林原研の屋外自律移動ロボットチーム主体で津田沼チャレンジを開催しました。
そこで、Raspberry Pi Catを使用して完走したことについて書きました。(全部で4チーム出ました)
屋外自律移動にチャレンジしてみたいという方々や、屋外自律移動チャレンジャーの方々にも参考になると幸いです。

2. 津田沼チャレンジでの課題について

今回、私達が開いた大会の課題内容については以下のとおりです。
(今回、Raspberry Pi Catのチームは、開発期間が1ヶ月しかなかったので、必須課題のみに絞りました)

• 必須課題

  • 自律走行：スタートからゴールまで、約 700m の課題コースを自律走行すること。

• 選択課題

  • A 事前走行なしエリア：ある大学の建物内(2号館)、事前走行なしで自律走行すること。
  • B 白線検知:大学の敷地内の決められた場所（地面）にある白線を認識すること。
  • C 探索対象発見：公園内の探索エリアで、探索対象である複数のマネキン人形発見すること。

3. Raspberry Pi Catの構成および性能（ハードウェア）

Raspberry Pi Catについての詳細はこちら

(今は生産中止になっていますが、後継機を検討されているようです。)

• ハードウェア仕様および性能

15型PCがちょうど上に乗る大きさです。コンパクトで小さいロボットです。

• ハードウェア構成(おおまか)

試していないので、断言できませんがRaspberry Pi 3B+のみでも、700mを完走出来たと思います。
今回は、開発性の観点からPCを載せて走らせていました。
またPCの電源が少ない場合は、搭載してあるポータブル電源から給電を行えます。

4. Raspberry Pi Catの構成（ソフトウェア（ROS））

Raspberry Pi 3B,3B+

• OS
  • Ubuntu 'classic' 18.04 LTS Server
• ROS
  • Melodic
• ROS Packages
  • rt-net/raspicat_ros（コア)
  • rt-net/raspicat_gamepad_controller（ゲームパッドでコントロールする用）
  • rt-net/raspicat_slam（マップ作成用）
  • uhobeike/raspicat_navigation（ナビゲーション用）

Remote PC

• OS
  • Ubuntu 18.04 LTS Desktop
• ROS
  • Melodic
• ROS Packages
  • rt-net/raspicat_slam（マップ作成用）
  • uhobeike/raspicat_navigation（ナビゲーション用）

・主なシステム構成図

・使用したNavigation Stack & 使用したnodeの関係について

画像をクリックして表示しないと、見づらいです。（すみません）

自己位置推定用にamclを使用し、動作計画用にmove_baseとwaypoint_navigationを使用しました。

5. ナビゲーションのやり方

Raspberry Pi 3B,3B+

~$ roscore

~$ roslaunch raspicat_navigation raspicat_bringup.launch

Remote PC

~$ roslaunch raspicat_navigation raspicat_navigation.launch 

以上の操作を終えたらRemote PC上でrvizが立ち上がるので、2D Nav Goalで目標位置を指定し、ナビゲーションを開始します。

6. Raspberry Pi Catを使用した理由 & 完走までの流れについて(お話)

なぜ、Raspberry Pi Catを使用したの？という疑問の声があると思うので、お話します。
今回の津田沼チャレンジでは、チーム分けを行ってチームそれぞれの機体で出場することになったのですが、私の研究室は自作した自律移動ロボットを所有しておらず、どの機体で出場をしようか迷っていました。
そんなときに、ちょうど、研究室にはア－ルティから購入したRaspberry Pi Catというものがあることを知り、その機体で出場することにしました。しかし、その時はnavigationパッケージが開発されておらず、あと1ヶ月後には本番ということになっていました。それから、1ヶ月間、使えるnavigationパッケージにするために何度も走行を重ねて、なんとか完走することが出来ました。

7. 実際の走行動画

大学内で自律走行させました🚗#津田沼チャレンジhttps://t.co/dbzmDXqtx5

— BEIKE (@BEIKE_RE) October 31, 2020