複数ロボット¶

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1 つのシミュレータで、同じワールドに複数台のカチャカを動かせます。ロボットごとに ROS 2 の名前空間、TF フレーム、kachaka-api のポートが分かれ、 map 座標系は全台で共通です。fleet.launch.py は保存した地図の上で全台の Nav2 を起動します。各ロボットは LiDAR でほかのロボットを見て、 コストマップにもほかのロボットのフットプリントを持ちます。

1 つの地図の上で 2 台の経路が交差する（scripts/record_demo.sh fleet）。

クイックスタート¶

既定の部屋に 2 台を置き、共通の地図でナビゲーションします。python3 と ros2 のコマンドは ROS 2 のコンテナ （docker compose -f docker/compose.yaml run --rm shell）で実行します。

# 1. 部屋の地図。map 座標系の原点はロボット 0 のスポーン位置（maps/room.yaml）
python3 scripts/make_maps.py --spawn -1.7 0.2 0

# 2. 2 台のロボットでシミュレータを起動（ホストで）
scripts/run_sim.sh --no-cameras --no-shelves --robot -1.7 0.2 0 --robot 0.3 -1.8 1.5708

# 3. 2 台分の Nav2。ロボット 1 の初期位置を map 座標系で渡す
ros2 launch kachaka_sim_bringup fleet.launch.py map:=/maps/room.yaml robots:=2 initial_poses:=2.0,-2.0,1.5708

# 4. ロボット 1 にゴールを送る
ros2 action send_goal /kachaka_1/navigate_to_pose nav2_msgs/action/NavigateToPose \
    '{pose: {header: {frame_id: map}, pose: {position: {x: 2.0, y: 0.5}, orientation: {z: 0.7071, w: 0.7071}}}}'

シミュレータは準備ができる前に、追加したロボットごとに 1 行出力します:

[kachaka] robot 1: ROS namespace '/kachaka_1', frames 'kachaka_1/...', start (2.000, -2.000, 1.571) in the map frame, kachaka-api on port 26401
[kachaka] running: ROS namespace '/kachaka', world 'room', charger at (-2.27, 0.0, 0.0), kachaka-api on port 26400

ここに出る start が initial_poses に渡す値です。

ロボットの配置¶

--robot X Y YAW はロボットを 1 台、ワールド座標で追加します。何回でも指定でき、--x、--y、--yaw の代わりになります。 最初の --robot がロボット 0、次がロボット 1 です。エレベーターのあるレイアウトでは 1 台しか使えません。

名前¶

ロボット 0 は 1 台のときと同じ名前を使うので、1 台用に書いたコードはそのまま動きます。ロボット i（1、2、…）には _i が付きます:

/clock、/tf、map 座標系は全台で 1 つです。map 座標系の原点はロボット 0 のスポーン位置です。

ナビゲーション¶

fleet.launch.py map:=<yaml> robots:=N は、ロボット 0 に navigation.launch.py（RViz と、ロボット 0 のコマンド・充電器・シェルフのサーバーを含む）を、 ほかのロボットには /kachaka_i 以下に robot_nav.launch.py を起動します。ロボットごとに AMCL・プランナー・コントローラーがあり、 nav2_params.yaml はそのロボットのフレームとトピックに書き換えて使います。

• 初期位置。 ロボット 0 の AMCL は地図の原点、つまりスポーン位置から始まります。initial_poses でほかのロボットの初期位置を渡すと、 全台が最初から自己位置を持ち、RViz にも表示されます。渡さなかったロボットは、自分の /kachaka_i/initialpose に位置が来るまで待ちます。
• 地図。 フリートを起動する前に作っておきます。部屋やレイアウトなら make_maps.py、またはロボット 0 だけで slam_toolbox を使います。 map 座標系の原点はロボット 0 のスポーン位置にしてください。複数台で SLAM をする launch ファイルはありません。
• ゴール。 RViz の 2D Goal Pose はロボット 0 に送られます。ほかのロボットには、クイックスタートのようにそれぞれの navigate_to_pose アクションで、 または自作のノードから送ります。
• ロボット同士。 LiDAR に映るのは、ほかのロボットの幅 24 cm のうち 9 cm だけです（車体から突き出たレーザーのハウジング。それ以外は走査面より低い）。 そこで fleet_outlines が、各ロボットの Nav2 のフットプリントを AMCL の位置に置いて、ほかのロボットのコストマップとコリジョンモニターに {namespace}/other_robots として渡します（RViz では黄色の輪郭、0.5 秒先は青）。 LiDAR の高さにある車体の部分（ハウジングと後部の出っ張り。公式の車体メッシュの断面から作る）は走査と 2D で交差させるだけで、当たり判定はありません。 そのため、シェルフの底板（0.107 m）は今までどおり車体の上を通ります。
• 交通整理はしません。 各ロボットの Nav2 は互いに調整しません。狭い所で正面から出会った 2 台は、ゴールが中断されるまで互いをふさぐことがあります。 譲り合いはシミュレータの外のフリートマネージャーの仕事です。

ロボットごとの kachaka-api¶

各ロボットはそれぞれのポートで kachaka-api を提供します。ロボット 0 の API はすべて使えます（kachaka-apiを参照）。 コマンド・シェルフ・場所を扱うサーバーはロボット 0 のものなので、ロボット i の API でできることは限られます:

from kachaka_api import KachakaApiClient

robot1 = KachakaApiClient("127.0.0.1:26401")
print(robot1.get_robot_pose())

ロボット 1 以降にないもの¶

• カメラ（前、後ろ、ToF）と物体検出。
• シェルフ: シェルフとそのドッキングはロボット 0 のものです。
• 専用の充電器: ロボット 0 の充電器を共有します。
• ロボット i の sim/reset はロボット i だけをスポーン位置に戻します。ロボット 0 のリセットはワールドもリセットします。

ドア、自動ドア、動く人はどのロボットにも反応します。

テスト¶

scripts/smoke_test.sh は前者を、smoke_test.sh --nav は両方を実行します。期待するシミュレータの起動コマンドは各ファイルの docstring にあります。