ROSとフォトリアルなシミュレーター「Isaac Sim」を連携させる：ROSを使ってロスなくロボット開発（後編）（3/4 ページ）

[富士ソフト，MONOist]

Isaac SimとROSの連携

　それでは、いよいよIsaac SimとROSを連携していこう。

　アームロボットには先ほどと同様にpandaを使用し、Isaac Sim上のアームロボットをROSのjoint_state_publisherから操作する方法を紹介する。

　Isaac Simには「ROS Bridge」というモジュールがあり、これを起動するとIsaac Sim内の情報をトピックとして送受信できるようになる。つまり、従来のROSとGazeboの連携と同様の構成でROSとIsaac Simの連携を実現できるというわけだ。

　なお、今回は以下の環境を使用する。単純化のため、Isaac SimとROSを同一のサーバPC上で動作させることとする。

• サーバPC：Ubuntu18.04.5、Isaac Sim 2020.2.2 Early Access（ROS Bridge）、Nucleus 2019.3A、ROS（ROS melodic）
• クライアント：Windows 10、Omniverse Kit Remote Client2020.2

Isaac SimとROSの連携を行うシステムの構成（クリックで拡大）

ROSの設定と実行

　先ほどIsaac SimをインストールしたサーバPCにROSをインストールしよう。

　ROSの公式サイトの“Desktop-Full install”をインストールすれば必要なパッケージが含まれている。なお、ROS側にもIsaac Simと同じアームロボットのモデルが必要になるため、下記のa）もしくはb）の手順でpandaをインストールする。

a）aptの場合

　任意のフォルダで下記コマンドを実行する。

$ sudo apt install ros-melodic-franka-ros

b）gitの場合

　“catkin_ws/src”フォルダで下記コマンドを実行する。

$ git clone https://github.com/frankaemika/franka_ros.git

　次に、インストールしたRVizを起動する。

「RViz」の実行

　“franka_ros/franka_description/robots”フォルダで下記コマンドを実行する。

$ roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=panda_arm_hand.urdf.xacro

　これでRViz上にアームロボットのpandaが表示される（ロボットが表示されない場合は、RVizの「Display」にある「Fixed frame」をpanda_link0に変更する）。そして、以下の図中にある、「joint_state_publisher_gui」のスライドバーでアームロボットが操作できることを確認する。

RViz上のpandaとjoint_state_publisher_gui（クリックで拡大）

Isaac Simの設定

　Isaac Sim側でROSの機能を使うためにROS_Bridgeモジュールを起動する。

• ROS_Bridgeモジュールの起動
  • ①Isaac Simのメニューから“Window>Extension Manager”を選択。「Extension Manager」が表示される
  • ②Extension Managerの検索欄に“ros”と入力。「Found Extensions」に「omni.isaac.ros_bridge」が表示される
  • ③omni.isaac.ros_bridgeにチェックを入力。画面上に変化はないが、ROS_Bridgeモジュールが読み込まれる
  • ④「Extension Managerを閉じる

Extension Managerの画面構成（クリックで拡大）

ROSとIsaac Simの連動設定

　Isaac SimからJointStateトピックをsubscribeするためには、「ROS_JointState」オブジェクトとロボットモデルを連携する作業が必要である。

• コンテンツブラウザのContentで“localhost/Isaac/Samples/Isaac_SDK/Scenario/franka_table.usd”をダブルクリック。ビューポートにアームロボットのpandaが表示される

ビューポートにアームロボットのpandaが表示される（クリックで拡大）

ROS_JointStateを選択し、アームロボットのパスを指定（クリックで拡大）

• メニューから “Window>Isaac>Relationship Editor”を選択。プロパティに「Relationship Editor」が表示される
• メニューから“Create>Isaac>ROS>Joint State”を選択。Stageに「ROS_JointState」オブジェクトが追加される（表示されない場合は、Stageで“JointState”を検索してみよう）
• StageでROS_JointStateを選択
• RelationShip Editorで「articulationPrim」に“/World/franka_alt_fingers”を設定。アームロボットのjoint情報がsubscribe対象に設定される
• プロパティのDetailsで“Other>jointStateSubTopic”を“/joint_command”から“/joint_states”に変更。“/joint_states”というトピックがsubscribeされる
  ※）ROS側からpublishされているトピック名にそろえる作業である

トピック名をそろえる（クリックで拡大）

• ツールの「再生」をクリック。Isaac SimとRViz（ROS）のアームロボットの姿勢が同じになる

Isaac SimとRVizのアームロボットが連動（クリックで拡大）

　以上で、ROSとIsaac Simの連携が完了した。RVizのjoint_state_publisher_guiのスライドバーでRVizとIsaac Simのアームロボットが連動する。

　RViz側に卓上のカラーブロックは表示されていないが、Isaac Sim側の衝突設定が有効化されているので、アームをうまく動かせばIsaac Sim上のカラーブロックを移動させることもできるだろう。また、これらのROS設定は“File>Save as”でUSDファイルとして保存できる。