Desarrollo de móvil teledirigido basado en ROS

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1 Tesis de grado para obtener el titulo de ingeniero mecatrónico Desarrollo de móvil teledirigido basado en ROS Edison Felipe Cepeda Castellanos Universidad Militar Nueva Granada Facultad de Ingeniería Programa Mecatrónica

2 Tutor Profesor. Nelson Fernando Velasco Toledo

3 El futuro mostrará los resultados y juzgará a cada uno de acuerdo a sus logros. Nikola Tesla

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5 Agradecimientos A Dios por bendecirme a diario. A mi familia por el esfuerzo que han realizado para apoyar mi carrera y formarme con valores ferreos que guían mi vida. A Hellen por su amor y comprensión, que me animaron a completar esta etapa de mi vida. A Camilo Ariza y Carlos Avendaño por su amistad y la ayuda que me brindaron a lo largo de este proceso académico. A mis grandes amigos Felipe Escobar y Julian Bogoya por sus cosejos y apoyo incondicional. 5

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7 Índice general Agradecimientos 5 1. Capítulo Objetivos Metodología Estado del Arte Hardware y Software Hardware Plataforma móvil Comunicación Wi-Fi Estación de trabajo Software Ubuntu LTS (Precise Pangolin) Desde la instalación hasta la puesta en marcha Instalación del software Instalación de Ubuntu LTS Instalación ROS Hydro [19] Creación del entro de trabajo Catkin Paquetes y bibliotecas Ejecución de Software Pruebas y análisis de datos Clasificación: Registro y análisis de resultados Conclusiones y Trabajos Futuros Conclusiones Trabajos Futuros Bibliografía 35 i

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9 Índice de figuras 2.1. Diagrama de hardware Anatomía de Roomba [2] Vista Inferior [2] Puerto serie MINI-DIN [1] Carcasa Fit-Pc 3[15] Botones y Puertos E/S[3] Características del Kinect [20] Hardware de la plataforma móvil Conexiones del router Din Cable Serial a Mini-Din de irobot Cable Serial a USB Adaptador para Kinect Regulador de voltaje a 12V Diagrama General del Software Esquema de comunicación en ROS, [7] Nodos en dos maquinas[7] Grep ROS Conexión por SSH Prueba kinect

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11 Introducción En este documento se presenta el desarrollo de una plataforma móvil teledirigida basada en el sistema operativo para robots ROS (Robot Operating System), que puede definirse como un mecanismo provisto de un sistema de automoción diferencial para desplazarse en entornos predeterminados y operado desde la distancia, y que en este caso ha sido pensada para el monitoreo de espacios. Los elementos principales incorporados en ésta son el sistema operativo ROS que contiene el software de control, una aspiradora róbotica autónoma llamada roomba que es usada como plataforma móvil y un controlador que permite el reconocimiento de objetos e imágenes; en cuanto al control teledirigido es realizado desde una netbook que funciona como estación de trabajo y que controla la plataforma, todo esto a través de un router encargado de establecer la red de comunicación. El interés en desarrollar este proyecto nace de la pregunta por qué teleoperar un robot móvil? Pues bien, teleoperar o lo que es lo mismo, controlar desde la distancia, permite al usuario extender su percepción de un entorno en que no le es posible ingresar ya sea por sus dimensiones físicas, que su integridad este comprometida, el desconocimiento de lo que podría enfrentar, o porque es más práctico; ésto en casos como exploración de terrenos agrestes e inhóspitos, en riesgo de deslizamiento, derrumbes o desastres naturales, manipulación y neutralización de explosivos o elementos reactivos, vigilancia de espacios, entre otros. En el ámbito profesional el interés sobre la plataforma móvil versa en lograr el desarrollo de un mecanismo que no solamente sea funcional sino también estable, confiable, duradero y más económico que los ya existentes, y por lo tanto que cumpla con su finalidad y con las expectativas de quien lo ha adquirido y de quien lo opera. Finalmente, este trabajo consta de cinco capítulos, el primero de los cuales presenta los objetivos y un panorama general de la tecnológia que se ha empleado. El segundo es una descripción del hardware y del software que componen la plataforma móvil teledirigida. El tercer capítulo da cuenta del proceso de instalación y configuración del software hasta su puesta en marcha. El cuarto es un recorrido por el proceso de pruebas llevadas a cabo para verificar el funcionamiento tanto de los componentes físicos como de los procesos. En el último capítulo se presentan las conclusiones y algunas proyecciones para futuros desarrollos. 3

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13 1 Capítulo Este proyecto está enfocado en el área de la telerobótica, por lo tanto es necesario señalar que la robótica es una disciplina de la tecnología en donde se diseñan, construyen y operan robots[23] donde un robot es un sistema electro-mecánico gobernado por un software, capaz de realizar tareas de forma autónoma o teleoperada por un humano[6], y la telerobótica es donde las tares de percepción del entorno, planificación y manipulación compleja son realizados por el ser humano en mandos a distancia[18]. A partir del enfoque y las definiciones anteriores se presentan a continuación los objetivos propuestos y un panorama general de la tecnología que se ha empleado Objetivos Objetivo General Desarrollar un sistema teleoperado basado en ROS para un robot móvil Objetivos Específicos Configuración del robot móvil Configuración de estación de control Integración al robot móvil Desarrollo de sistema de visualización 1.2. Metodología La metodología se refiere a la descripción de las unidades de análisis de la investigación, las técnicas de observación y recolección de datos, los instrumentos, los procedimientos y las técnicas de análisis (V. Morales, 1992:16) [16] Se emplea la metodología de estudios exploratorios por tener una naturaleza de estructura flexible, es decir basada en observaciones y pruebas de funcionamiento para 5

14 Capítulo 1 Capítulo obtener información, y no en datos cuantificables; y en donde hay un gran interés en descubrir y establecer pautas para investigaciones posteriores más rigurosas. El análisis se divide en tres unidades principales: 1. Exploratoria: En donde se realiza la recopilación y lectura de la literatura referente a cada componente para elaborar tanto el marco teórico como el Estado del arte. 2. De diseño: En la cual partiendo de la información recopilada, se elabora el bosquejo que posteriormente se implementará. 3. De implementación: Momento en que se lleva a cabo la elaboración material del diseño propuesto. Se efectúan pruebas para obtener datos del funcionamiento, se observa y se hace un análisis de éstos, se realizan correcciones y se logra el resultado esperado. Finalmente, de todo el proceso se obtiene información necesaria y suficiente para lograr conclusiones de gran concreción, las que además pueden servir como punto de partida para estudios futuros Estado del Arte En esta sección se encuentra consignada la base teórica que sustenta el desarrollo del proyecto al ser su punto de partida y, que a su vez, ofrece una visión general del estado actual de la tecnología empleada. En Scott Heath quien es ingeniero electrónico de la Universidad de Queensland candidato a PhD, y participa del proyecto Lingodroids que pretende el desarrollo de "La comunicación efectiva entre agentes con diferentes capacidades cognitivas [21], junto a sus colaboradores, describe en el artículo A Rat in the Browser un robot móvil biológicamente inspirado y teleoperado desde internet. Éste se encuentra dotado de cámaras para poder realizar SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) que es una técnica utilizada para construir un mapa o modelo del entorno, y que posteriormente transmite al servidor web apache [12] teniendo ROS como plataforma base. Para Elvis Ruiz, ingeniero electrónico que trabaja en las áreas de investigación de ROS, Robots Móviles y Navegación, junto a los integrantes del Grupo de investigación y desarrollo en Mecatrónica de la Universidad Simón Bolívar, en el marco del simposio de la IEEE para América latina, dieron a conocer su desarrollo de un esquema de control para un robot Roomba 4400 usando ROS, que permite la comunicación entre procesos y un kinect, dando así la visión de máquina y permitiendo verificar la orientación del Roomba al seguir una trayectoria predefinida mediante el vector de velocidad usando ROS DiamondBack-Desktop-Full. [9] En el mismo año, algunos miembros de IEEE a la cabeza de Nuno L. Ferreira lograron el desarrollo de un robot móvil que posee un conjunto de sensores para 6

15 1.3 Estado del Arte la medición de variables ambientales como la densidad de gas tóxico, el gradiente de temperatura y la densidad de las partículas de humo, esto con la finalidad de lograr la búsqueda y rescate de personas en desastres naturales. El proyecto usa la plataforma móvil Like the Pioneer-3DX integrada totalmente con ROS (Fuerte) mediante una netbook con ubuntu 11.10; ROS se emplea para la captura de los datos de los sensores y la teleoperación [17]. Posteriormente, en el André Araújo quien es investigador en robótica y sistemas inteligentes con enfoque en las áreas de robótica móvil, inteligencia artificial y mecatrónica del Instituto de Sistemas y Robótica (ISR)[4] de la Universidad Coímbra ubicada en Lisboa, Portugal, junto a algunos colaboradores, llevaron a cabo la implementación del robot Taxbox. El Taxbox es un robot móvil integrado totalmente con ROS, plataforma escogida con el objetivo de reducir el tiempo de desarrollo y que permite a los investigadores centrarse en su objetivo principal. Específicamente, el robot es una plataforma móvil que soporta tanto pequeños como grandes netbook, está equipado con sensores ultrasónicos para la interacción con el entorno y ha sido equipado con un sistema de locomoción de orugas para poder desplazarse en interiores y exteriores.[5] 7

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17 2 Hardware y Software Este capítulo lleva a cabo una descripción detallada de todos los elementos, tanto físicos como de soporte lógico, que componen la plataforma móvil teledirigida Hardware Es el conjunto que integra la estructura física de un equipo. En general son los componentes básicos de tipo eléctrico, electrónico, electromecánico y mecánico necesarios para lograr una funcionalidad mínima; sin embargo, también se encuentran componentes complementarios utilizados para realizar funciones específicas que van más allá de las básicas, pero que no son requeridos para un correcto funcionamiento. En el caso de la plataforma móvil teledirigida el hardware consta de tres componentes fundamentales; el primero es la plataforma móvil, el segundo es el dispositivo que crea el canal de comunicación entre las partes y por último se encuentra la estación de trabajo. la Figura 2.1 Figura 2.1: Diagrama de hardware Plataforma móvil Es un dispositivo que tiene capacidad de locomoción mediante el robot Roomba serie 500, que a su vez es controlado por el computador embebido Fit-Pc 3 y que realiza un recorrido en donde logra el reconocimiento de imágenes y mapeo de objetos gracias al kinect de xbox 360 que se le ha integrado. 9

18 Capítulo 2 Hardware y Software Roomba serie 500 Figura 2.2: Anatomía de Roomba [2] Roomba es un robot aspirador autónomo diseñado e introducido al mercado en el año por la empresa irobot[14] para la limpieza de pisos. Su capacidad para evitar obstáculos como los muebles, mascotas, personas y demás, sumado a su bajo costo y a su estructura mecánica de motorización diferencial 1 hacen de éste una base mecánica ideal para el proyecto. Figura 2.3: Vista Inferior [2] Se muestra la ubicación de los cepillos laterales, los módulos de las ruedas, el módulo de la batería y los censores del modelo original; sin embargo, para el montaje de la plataforma móvil los cepillos ubicados en la zona del sensor señalado como Dirt Detect, han sido sustituidos por la batería nano-tech 3.3 A, encargada de alimentar al computador embebido Fit-Pc 3[2]. 1 definición de locomocino diferencial 10

19 2.1 Hardware Figura 2.4: Puerto serie MINI-DIN [1] Como se observa, este puerto consta de siete pines, cada uno de los cuales es descrito en la Tabla 2.1 Cuadro 2.1: Descripción de Pines MINI-DIN [1] Pin Nombre Descripción 1 Vpwr Batería de Roomba + (no regulado) 2 Vpwr Batería de Roomba + (no regulado) 3 RXD 0-5V Entrada serie de Roomba 4 TXD 0-5V Salida serie de Roomba 5 BRC cambio de velocidad de transmisión 6 GND Tierra de la batería del Roomba 7 GND Tierra de la batería del Roomba Su importancia radica en que por medio de él se logra la comunicación serial entre el Fit-Pc 3 y el Roomba, cuyas características son: Fit-Pc 3 Baud: o Bits de datos: 8 Paridad: Ninguno Bits de parada: 1 Control de flujo: Ninguno Figura 2.5: Carcasa Fit-Pc 3[15] 11

20 Capítulo 2 Hardware y Software Es un mini computador embebido sin ventilador y de uso industrial o doméstico fabricado por la empresa israelí Compulab. Como es posible observar, tiene una carcasa de tipo ribbed case que le perite trabajar en la mayoría de entornos, y cuyo diseño mejora la disipación de calor. Características técnicas del Fit-Pc 3 [15] Procesador AMD GT56N 64 bit dual core 1.65 GHz 18W TDP Memoria RAM Hasta 8 GB DDR31066 repartido en 2 sockets SODIMM. Este modelo incorpora 4GB de serie GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico) Radeon HD 6320 Salida HDMI 1.4a, soporta una resolución de hasta 1920 x 60 Hz Salida Display Port, soporta una resolución de hasta 2560 x 60Hz Almacenamiento Disco duro Interno de 2,5. Este modelo incorpora un HDD de 250GB Dos puertos SATA externos, hasta 6Gbit/s Audio Red Entrada y salida estéreo 7.1 Canales S/PDIF, (salida por jack 3.5mm) Audio Digital vía HDMI y DisplayPort Puerto Ethernet 1000 BaseT, LED s de actividad, Conector RJ45 WiFi b/g/n, 2 Antenas, 150 Mbit/s USB Módulo BT Puertos Traseros USB 3.0, 5 Gbit/s 2 Puertos Traseros USB 2.0, 480 Mbit/s 12

21 2.1 Hardware RS232 4 Puertos Frontales USB 2.0, 480 Mbit/s, posibilidad de cambiarlo por el módulo frontal FACE Control Parcial de Módem, Conector ultra mini serial Interfaces de Expansión Socket Mini PCIe socket halfsize, ocupado por el módulo WiFi Socket Mini PCIe socket fullsize Modulo Propietario FACE (Función y módulo de extensión de conectividad) 4x PCIe lanes 6x USB2 2x SATA 30x GPIOs 2x SMBus LPC Características Eléctricas Fuente de Alimentación de 12 Voltios Potencia de 9 a 24 W, depende de la carga del sistema Dimensiones 19cm x 16cm x 4cm Figura 2.6: Botones y Puertos E/S[3] Se muestra la totalidad de puertos de entrada y salida que tiene el Fit-Pc. De éstos, se emplearon dos USB 2.0, el primero para la establecer comunicación con el Roomba y el segundo para la comunicación con el kinect. 13

22 Capítulo 2 Hardware y Software Kinect Figura 2.7: Características del Kinect [20] Es un dispositivo desarrollado por la empresa Microsoft para su consola de juegos Xbox 360. Cuenta con una cámara RGB (Red, Green, Blue), un sensor de profundidad, un arreglo de cuatro micrófonos y un motor de inclinación. [20] El sensor kinect captura imágenes de vídeo con la cámara RGB a una frecuencia de 30 cuadros por segundo con una transferencia de 32 bits y resolución VGA de 640x480 píxeles. El canal de vídeo IR del sensor de profundidad, tiene una transferencia de 16 bit, resolución QVGA de 320x240 píxeles a una frecuencia de 30 cuadros por segundo, con campo de profundidad de 1,2 mts a 3,5 mts. El campo de visión horizontal es de 57, y en vertical de 43. El arreglo de micrófonos cuenta con 4 micrófonos, cada uno procesa a 16 bits con un ratio de frecuencia de 16 KHz. El motor de inclinación tiene un movimiento vertical de ± 27 En cuanto a su integración al modelo, se hace mediante una estructura en acrílico que va sujeta de a carcasa del roomba y misma que sostiene al Fit-Pc 3 y al kinect, logrando así el ensamble total de la plataforma móvil como se aprecia a continuación. 14

23 2.1 Hardware Figura 2.8: Hardware de la plataforma móvil Comunicación Wi-Fi Volviendo sobre el hecho de que la tecnología Wi-Fi (o WLAN) es una de las tecnologías de comunicación inalámbrica más usada en la actualidad debido su alcance y a que solo es necesario tener un punto de acceso con conexión al módem y el dispositivo que se conectará, por lo que es de fácil uso por el público en general, es la alternativa ideal para este desarrollo. Su acople se llevó a cabo mediante el router D-link Dir-412 y las tarjetas de red respectivas, la rtl8188ce del Fit-Pc 3 y la Centrino Wireless-N 2200 de Intel de la estación de trabajo. Figura 2.9: Conexiones del router Din-412 Route D-link Dir-412 Es un compacto router Wi-Fi 3G, provee una red Wi-Fi a 150 Mbps a clientes conectados con n, compatible con el estándar IEEE g, soporta una conexión a internet de 3G, cuenta también con un firewall avanzado. 15

24 Capítulo 2 Hardware y Software Especificaciones técnicas Estándares: IEEE n (draft 2.0), IEEE b/g, IEEE 802.3, IEEE 802.3u Poder de tansmición: 7dBm (+/- 2dB) a 11Mbps, 5.5Mbps, 2Mbps, y 1Mbps a 77 F (25 C) Seguridad: WEP (64/128 bit), WPA-PSK/WPA2-PSK,WPS (PIN/PBC), 802.1X Indicadores LEDs: Power, WLAN, WPS, Internet, Ethernet Rates de señales wireless: 54Mbps, 48Mbps, 36Mbps, 24Mbps, 18Mbps, 12Mbps, 11Mbps, 9Mbps, 6Mbps, 5.5Mbps, 2Mbp. Rango de Frecuencias: 2.4GHz a 2.483GHz Temperatura de operación: 32 F a 104 F (0 C a 40 C) Dimensiones: Width = 4.76 inches (121mm) Height = 1.06 inches (27mm) Depth = 3.86 inches (97.92mm) Estación de trabajo Se refiere al equipo desde donde se hace la teleoperación y que almacena al software controlador. En este caso se emplea una netbook con procesador core i5 a 1.70GHz 4, memoria RAM de 4GB, disco duro de 320 GB, HDD: 20GB y red de tarjetas compatibles con Unix. Adicionalmente se hace una relación de accesorios utilizados: Figura 2.10: Cable Serial a Mini-Din de irobot Para la conexión al puerto serial Mini-Din del computador al Roomba, se emplea este cable que ofrece irobot que se muestra en la Figura

25 2.1 Hardware Figura 2.11: Cable Serial a USB El cable de la Figura 2.11 conecta irobot al Fit-Pc 3. Figura 2.12: Adaptador para Kinect El cable USB adaptador para conectar la KINECT al Fit-Pc 3 se ha modificado para conectar la batería y lograr darle portabilidad al kinect sobre la plataforma móvil. La modificación se realiza al cortar el adaptador de corriente AC y remplazarlo por un 17

26 Capítulo 2 Hardware y Software circuito regulador a 12V con el integrado L7812, como se muestra en la Figura 2.13 siguiente Figura 2.13: Regulador de voltaje a 12V 2.2. Software El software es un conjunto de programas que se emplearon para el desarrollo del proyecto. El software lleva acabo el control del roomba, el protocolo de comunicación y la interfaz de usuario, el software que se uso para realizar lo anterior fue: Ubuntu LTS desktop y server, que se instalo en la estación base y el Fit-Pc 3 respectivamente. A continuación los detalles de estos programas Ubuntu LTS (Precise Pangolin) La IEEE[13] en el estándar 729 define de manera formal que software Es el conjunto de los programas de cómputo, procedimientos, reglas, documentación y datos asociados, que forman parte de las operaciones de un sistema de computación, por lo tanto, es el soporte lógico que hace posible la realización de tareas específicas mediante aplicaciones informáticas. Se puede hablar entonces de una clasificación que se divide en: Software de sistema: Tiene como objetivo desvincular al usuario y al programador de las características internas del sistema informático usado, a la vez que le procura controladores y herramientas para el mantenimiento del sistema global mediante sistemas operativos, controladores de dispositivos, herramientas de diagnóstico, herramientas de corrección y optimización y servidores. Software de programación: Es el conjunto de herramientas mediante las que el programador desarrolla los programas informáticos, para lo cual usa distintos lenguajes de programación, esto abarca a los editores de texto, los 18

27 2.2 Software compiladores, los enlazadores, los depuradores e intérpretes para lograr entornos de desarrollo integrados (IDE) es decir, la agrupación en un entorno visual. Software de aplicación: Su función es permitir que se realice una tarea o varias simultáneamente, por lo que se refiere a aplicaciones ofimáticas, o de control de sistemas; a bases de datos, a software empresarial, médico o educativo, a los videojuegos, las telecomunicaciones, entre muchas otras. Pero adicional a ello se puede hacer una distinción entre lo que se ha denominado software libre y software propietario (más comúnmente conocido como privado). El software libre es aquel que permite a los usuarios estudiar y ejecutar, pero también copiar y distribuir libremente el software; su libertad es tanta que permite que éste sea modificado y distribuido como un producto distinto. Esta visión la difunde la Free Software Fundation[11] para promover la eliminación de las restricciones existentes que tiene un software El software propietario[8] es el más común a pesar de que en él, el usuario no tiene acceso, o es restringido, al código fuente lo que limita tajantemente la posibilidad de modificarlo, utilizarlo o distribuirlo. Entonces, aquí son utilizados los software ROS, y Ubuntu LTS desktop y server, mediante los que se controla el robot Roomba, se lleva a cabo el protocolo de comunicación y la interfaz de usuario pues han sido instalados en la estación base y en el Fit-Pc 3. Figura 2.14: Diagrama General del Software A continuación se hace una breve descripción de cada uno de los software mencionados para que el proceso sea más claro: 19

28 Capítulo 2 Hardware y Software Ubuntu LTS: Es un sistema operativo de la familia Linux, que es parte de Unix. Ubuntu fue conformado en el año por la compañía Canonical de Mark Shuoleworth, un emprendedor sudafricano, y se trata de un software de código abierto y de licencia libre cuya copia se obtiene en su sitio oficial ROS: Fue desarrollado en la década del 2.000, inicialmente por la Universidad de Stanford con la creación de prototipos de software flexibles y dinámico destinados a la robótica y luego en con los aportes y recursos de Willow Garage cuando se totalizó. Es un marco flexible para la escritura de software, con una colección de herramientas y bibliotecas que simplifican la creación de comportamientos complejos para robots. Su funcionamiento se basa en la comunicación de nodos, como se ve en la Figura 2.15, independientes resultado de un modelo de publicaciones y suscripción de mensajería. Pero lo que lo hace interesante es que la comunicación entre nodos no es aislada en el sistema dado que pueden estar en un arduino, y comunicarse con nodos existentes en una netbook u otros sistemas, por lo que se constituye en un sistema muy flexible solucionador de problemas de comunicación en la Figura Figura 2.15: Esquema de comunicación en ROS, [7] 20

29 2.2 Software Figura 2.16: Nodos en dos maquinas[7] 21

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31 3 Desde la instalación hasta la puesta en marcha En este apartado se lleva a cabo un recuento de los pasos de cada una de las etapas que constituyen la programación de la plataforma móvil teledirigida. Se da la descripción de los pasos para la instalación de Ubuntu LTS, y de ROS Hydro los cuales son el sistema operativo y el meta sistema en donde se desarrollo el control teleoperado también se describen los pasos de software adicional que fue necesario para el funcionamiento de la plataforma Instalación del software Como se mencionó en el capítulo anterior, el soporte lógico del sistema está compuesto por dos partes que son el software ROS Hydro, y el sistema operativo Ubuntu LTS desktop y server Instalación de Ubuntu LTS En cuanto a la instalación de Ubuntu LTS se siguen los pasos del manual Primeros paso con Ubuntu segunda edición. Durante el proceso de instalación, al momento de asignar el espacio en disco, se debe crear la Tabla 3.1 de particiones, el tamaño mostrado es el mínimo para lograr un funcionamiento óptimo. Cuadro 3.1: Tabla de particiones Ubuntu Partición Tamaño Ubicación Formato Swap Doble de la RAM Principio Área de intercambio /boot 100MB-350MB Principio ext2 / 10Gb Principio ext4 /home 10Gb Principio ext4 Al terminar la instalación se procede a ejecutar desde un terminal los comandos para actualizar repositorios del sistema, estos son: 23

32 Capítulo 3 Desde la instalación hasta la puesta en marcha sudo apt-get update sudo apt-get upgrade. Configuración de Ubuntu para instalar ROS [22] Respecto a esta configuración, es necesario señalar que Ubuntu se organiza en repositorios relacionados con la filosofía de software libre 1, y que los repositorios son las bases de datos de donde se encuentran los paquetes de software para ser instalados, actualizados o eliminados. Estos repositorios están separados en cuatro a tipos: Main: Tiene el soporte oficial Restricted: No es total mente compatible, no es software completamente libre Universe: Se mantiene el software pero sin respaldo oficial de la comunidad de ubuntu Multiverse: Software que no es libre. Para habilitar los repositorios Universe y Multiverse, requeridos por ROS se uso el editor de texto gedit y se edito el archivo /etc/apt/sources.list al borrar el símbolo # al inicio de cada una de las siguientes líneas: deb saucy universe deb-src saucy universe deb saucy-updates universe deb-src saucy-updates universe Una vez habilitados los repositorios, se agrega el repositorio de ROS a source.list desde un terminal de la siguiente manera: sudo sh -c echo "deb precise main" > / etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list Para que Ubuntu valide el repositorio se establecen la llave: wget https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -O - sudo apt-key add Instalación ROS Hydro [19] Se realiza tanto en la estación de trabajo como en el Fit-Pc 3, la instalación en ambas computadoras sigue los mismos pasos: Verificar que Ubuntu se encuentre actualizado. sudo apt-get update 1 Filosofía Ubuntu: El software debe ser libre y accesible a todos 24

33 3.1 Instalación del software En la estación de trabajo se instala la versión completa de ROS y en el Fit-Pc 3 la versión base que no cuenta con GUI (graphical user interface), ya que en el computador embarcado se instala Ubuntu Server que no cuenta con entorno gráfico: sudo apt-get install ros-hydro-desktop-full sudo apt-get install ros-hydro-ros-base Inicializar rosdep que es un gestor de paquetes en línea de comando para la instalación de dependencias del software que se está desarrollando; después de la instalación de ROS se inicializa rosdep una única vez: sudo rosdep init Posteriormente se lleva a cabo la configuración del entorno, que es establecer las rutas de las carpetas usadas por ROS para ejecutar los programas desarrollados, estas rutas se escriben en el archivo.bashrc que permite la interacción en un entorno no gráfico. echo "source /opt/ros/hydro/setup.bash" > > ~/.bashrc source ~/.bashrc source /opt/ros/hydro/setup.bash Para Instalar el denominado rosinstall, que es un conjunto de herramientas para interactuar con el código del área de trabajo por medio de líneas de comandos: sudo apt-get install python-rosinstall (documentación disponible para consulta en ) El último paso de la instalación es la verificación. Se hace con la ejecución de la línea de comandos $ export grep ROS obteniendo como resultado la información contenida en la Figura 3.1 a continuación: Figura 3.1: Grep ROS Creación del entro de trabajo Catkin Catkin es el sistema de compilación de ROS y combina CMake y scripts de Python. Fue diseñado para permitir una mejor distribución de paquetes, una mejor compilación cruzada, y una mejor portabilidad[10]. 25

34 Capítulo 3 Desde la instalación hasta la puesta en marcha En cuanto al entorno de trabajo, es una carpeta en la que se modifica, construye e instalan los paquetes de la siguiente manera: $ mkdir -p ~/catkin_ws/src $ cd ~/catkin_ws/src $ catkin_init_workspace $ cd ~/catkin_ws/ $ catkin_make El último comando funciona con los espacios de trabajo Catkin, al ejecutar la línea crea en el directorio las carpetas build y delve, con lo que concluye esta parte Paquetes y bibliotecas ROS permite el reciclaje de software para la elaboración de proyectos, y en este proyecto se empleó software para los drivers de Roomba y de kinect desarrollados en ROS. RoombaRobin es la biblioteca de software que se emplea para el control de Roomba; es una copia del turtlebot de irobot pero en una versión mejorada porque incluye series de Roomba como la 500, 550 y 560. Para su instalación se corre el siguiente comando en un terminal: sudo apt-get install ros-hydro-turtlebot cd ~/catkin_ws/src Se agregan los repositorio de RoombaRobin en le espacio de trabajo wstool init wstool set roomba_robin git https://github.com/robinjku/roomba_robin.git wstool set roomba_robin_viz git https://github.com/robinjku/roomba_robin_viz.git wstool set roomba_robin_simulator git https://github.com/robinjku/roomba_robin_simu wstool update Por último se compila el entorno de trabajo para que sean creados los archivos ejecutables: cd ~/catkin_ws catkin_make 26

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