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Bulnabi-SNU/test_nodes

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PX4-Autopilot

대회에 사용할 PX4-Autopilot v1.15.0-beta2를 설치해야 한다.
기존의 PX4-Autopilot에서 바로 checkout 해도 되지만, 혹시 모를 issue에 대비해서 그냥 지웠다가 다시 까는 것을 추천한다. (reference)

  1. 기존 PX4-Autopilot 제거

    cd
rm -rf PX4-Autopilot/

  2. PX4-Autopilot clone

    git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git
cd PX4-Autopilot/

  3. version 변경

    git checkout v1.15.0-beta2

  4. submodules update (오래 걸림)

    make submodulesclean

  5. Ubuntu 환경 setup & 컴퓨터 재부팅
    (보통 안 해도 잘 되긴 하는데 재부팅 안 했다고 오류 찾느라 고생한 적이 있다. 혹시 모르니 아래 명령어 실행 후 그냥 재부팅을 하도록 하자.)

    bash ./Tools/setup/ubuntu.sh

  6. build (오래 걸림)

    cd PX4-Autopilot/
make px4_sitl gazebo-classic

  7. 소프트웨어팀 Notion에서 bulnabi.world를 download 받은 후 적혀있는 방식 따라서 world 추가

  8. standard_vtol도 download 받은 후 압축 풀어서 PX4-Autopilot/Tools/simulation/gazebo-classic/sitl_gazebo-classic/models 경로에 덮어씌우기

  9. 대회 환경 build

    cd PX4-Autopilot/
make px4_sitl gazebo-classic_standard_vtol__bulnabi

  10. PX4-Autopilot/src/modules/uxrce_dds_client/dds_topics.yaml 에서 아래 내용들을 각각 publications와 subscriptions 항목의 가장 마지막 부분에 추가

    - topic: /fmu/out/vtol_vehicle_status
type: px4_msgs::msg::VtolVehicleStatus

    - topic: /fmu/in/gimbal_manager_set_manual_control
type: px4_msgs::msg::GimbalManagerSetManualControl

    - topic: /fmu/in/vehicle_global_position
type: px4_msgs::msg::VehicleGlobalPosition

  11. PX4-Autopilot/ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix/airframes/1040_gazebo-classic_standard_vtol 가장 아래에 추가 (짐벌제어)

    param set-default MNT_MODE_IN 4
param set-default MNT_MODE_OUT 2

Installation

  1. 해당 repo fork
    scroll을 위로 올려보면 Edit pins / Watch / Fork / Star 라고 적힌 부분이 있는데 Fork를 클릭하고 Create Fork를 눌러주자.

  2. workspace 만들기

    cd
mkdir test_ws
cd test_ws

  3. 본인 repository를 보면 fork된 repo가 생겼을텐데, 해당 repo clone

    git clone https://github.com/[your_github_id]/test_nodes.git

  4. src 폴더로 이름 변경

    mv test_nodes src

  5. directory 구조 확인

    tree -aL 2

    (정상적인 출력 결과)

    └── src
    ├── .git
    ├── my_bboxes_msg
    ├── px4_msgs
    ├── README.md
    ├── vehicle_controller
    └── yolo_detection

6 directories, 1 file

  6. upstream 등록

    cd src
git remote add upstream https://github.com/Bulnabi-SNU/test_nodes.git

  7. git 연결 확인

    git remote -v

    (정상적인 출력 결과)

     origin	https://github.com/[your_github_id]/test_nodes.git (fetch)
 origin	https://github.com/[your_github_id]/test_nodes.git (push)
 upstream	https://github.com/Bulnabi-SNU/test_nodes.git (fetch)
 upstream	https://github.com/Bulnabi-SNU/test_nodes.git (push)

  8. (Optional) alias 추가
    나는 잘 안 하는 편인데 원하는 사람은 .bashrc에 alias rosfoxy='source ~/test_ws/install/local_setup.bash'와 같이 추가해도 좋다.

Requirements

  1. Install v4l2_camera

    sudo apt update
sudo apt install ros-${ROS_DISTRO}-v4l2-camera

  2. Download yolov5 at home directory

    cd
git clone https://github.com/ultralytics/yolov5

  3. (Optional) v4l2-ctl: change v4l2_camera settings
    (WSL을 사용하는 경우에는 안 되기 때문에 pass.. 혹시라도 되면 알려주면 감사 ㅜ)

    sudo apt install v4l-utils

v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-formats-ex   # camera formats 확인
v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=640,height=480   # change settings

(Optional) Auto Landing Auto landing을 사용할 사람들은 notion에 적힌 apriltag download를 참고하여 apriltag를 깔아줘야 한다. 사용하지 않는 사람들은 auto_landing directory를 그냥 지워주자.

Build

  • 아래와 같이 my_bboxes_msg를 먼저 build하고 나머지 패키지를 build해야 오류가 생기지 않는다.
  • 해당 repo에 아직 auto landing 관련 코드는 없기 때문에 auto landing은 dependency 잘 고려해서 build 문제 없도록 코드 올리기!
cd test_ws
colcon build --symlink-install --packages-select my_bboxes_msg                  // cbp my_bboxes_msg
colcon build --symlink-install                                                  // cba
source ./install/local_setup.bash

Development

Warning

  • px4_msgs는 별도로 clone 받을 필요 없이 해당 repo에 있는 것 기준으로 코드를 작성하면 된다.
  • sitl과 달리 실제 비행에서는 기체의 시작 위치의 local position이 origin이 아니다. 따라서 특정 WP로 이동하려면 takeoff 할 때 home position의 위치를 설정한 후, 상대적인 위치를 계산해야 한다. (test_02에서 self.home_position 관련 코드 확인)
  • 코드를 실행하더라도 기체가 바로 동작하지 않고, RC에서 스위치를 켜서 허용해야지 동작하도록 코드를 작성해야 한다. RC에서 offboard mode로 변환하는 스위치가 있기 때문에 offboard mode인지 확인 후 takeoff 하는 코드를 추가하면 된다. (test_02 takeoff_and_arm_callback 관련 코드 확인)
  • 본인이 맡은 part의 코드 추가 후, sitl에서 잘 되는지 여러 번 검증하고 기체의 움직임이 너무 과하지 않은지 확인해야 한다. (이동할 때 roll, pitch 등이 너무 큰 폭으로 변하지 않는지 검증) sitl에서조차 기체의 움직임이 과격하다면 실제 비행에서는 더 큰 문제가 발생할 수 있다.
  • 비행 시험의 편의성을 위해서 여러 개의 node를 run 해야 하는 경우에는 하나의 launch file로 만드는 것을 추천한다.

Code Upload

  1. README.md 수정
    본인의 test 코드 실행 명령어 및 간략한 설명을 아래의 Run 부분에 추가

  2. upstream 변경 사항 반영

    git pull upstream main

  3. 충돌 문제가 발생한다면, 충돌 문제 해결 후 병

  4. 수정 사항을 본인 repo에 올리기

    git add .
git commit -m "[YOUR_COMMIT_MESSAGE]" # e.g. FIX: yolo_test_00 gimbal control
git push origin main

  5. 본인 repo에 들어가서 commit이 제대로 됐는지 확인한다. Pull requests에 들어가서 New pull request를 클릭한다. 본인이 어떤 코드를 작성했는지 자세하게 설명하고 reviewer에 okj001010을 추가 후, Create pull request 버튼을 클릭한다.

  6. 여기까지 한 이후에는 코드 확인 후 직접 merge 할 예정이니, (아마 안 되긴 할텐데) 절대 바로 merge 버튼을 누르지 말아야 한다.

Run

터미널 6개를 실행해야 한다.

terminal 1:

MicroXRCEAgent udp4 -p 8888

terminal 2:

./QGroundControl.AppImage

terminal 3:

cd PX4-Autopilot/
make px4_sitl gazebo-classic_standard_vtol__bulnabi

terminal 4:

cd autoland_ws
source ./install/local_setup.bash   (rosfoxy)
ros2 run usb_cam usb_cam_node_exe --ros-args --params-file ~/autoland_ws/src/usb_cam/config/params_1.yaml

terminal 5:

cd test_ws/
source ./install/local_setup.bash   (rosfoxy)
ros2 run yolo_detection yolo_detector

terminal 6:

cd test_ws/
source ./install/local_setup.bash   (rosfoxy)
ros2 run test_nodes mc_test_00
ros2 run test_nodes mc_test_01
ros2 run test_nodes mc_test_02 --ros-args --params-file ~/test_ws/src/vehicle_controller/config/mc_test_02_waypoint.yaml
ros2 run test_nodes mc_test_05 --ros-args --params-file ~/test_ws/src/vehicle_controller/config/mc_test_05_gps_waypoint.yaml
ros2 run test_nodes mc_test_06 --ros-args --params-file ~/test_ws/src/vehicle_controller/config/mc_test_06_gps_waypoint.yaml
ros2 run test_nodes yolo_test_01
ros2 run test_nodes yolo_test_02
ros2 run test_nodes yolo_test_03
ros2 run test_nodes final_01 --ros-args --params-file ~/test_ws/src/vehicle_controller/config/final_01_gps_waypoint.yaml
  • mc_test_00: arming
  • mc_test_01: takeoff → land
  • mc_test_02: takeoff → N 2m → NE 2m → E 2m → home → land (사각 비행)
  • yolo_test_01: takeoff → gimbal control → ladder detection → land
  • yolo_test_02: takeoff → gimbal control → heading 방향으로 5m → 가다가 ladder detect 시 stop → land
  • yolo_test_03: takeoff → gimbal control → heading 방향으로 5m → 가다가 ladder detect 시 stop → ladder 위치 반대로 5m 이동 → land
  • yolo_test_04: (switch 조종 없이 바로 시작함) gimbal pitch angle 0 → -30 → -60 → -90 → -60 → ...



Streaming Images with MJPG-streamer

# install mjpg streamer
git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git
cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental
make
sudo make install

# run mjpg streamer
cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental
./mjpg_streamer -i "./input_file.so -f /tmp -n stream.jpg -d 0.1" -o "./output_http.so -w ./www"

Auto Landing

// precise landing (with apriltag)
ros2 launch goal_pub one.launch.py
ros2 run px4_offboard land_test

// gps landing (without apriltag)
ros2 run px4_offboard land_test_gps

FLGITH TEST

  • flight_test_cmd bash = Micro XRCE-DDS Agent + MJPG Stremer + USB Camera + YOLO detection
cd ~/test_ws/src
bash flight_test_cmd.bash

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