Backup of (HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行 (No. 16)

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  • 31 (2022-06-24 (Fri) 16:20:16)

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Tutorial using ROS for ver.3

概要 †

人間とロボットが同じ仮想空間にログインし、人間がロボットに対して指差しでCleanup指示を出します。

人間側は、Windows＋VRデバイス(Oculus Rift)を使用して仮想空間にログインします。
ロボット側は、Windows＋Ubuntu(ROS:Robot Operating System)を使用して仮想空間にログインします。

遠隔地の人間とロボット(ROS)がインターネット経由で繋がれ、同じ仮想空間でコミュニケーションを取ることが出来ます。

前提条件 †

共通の前提条件 †

人間とロボットの共通の前提条件としてネットワークを使用します。

クラウドにはPhoton Realtimeを使用しますが、インターネット接続時に以下のページに記載されているポート番号を使用します。
ポートが使用可能かどうかを事前に確認してください。
https://doc.photonengine.com/en-us/realtime/current/connection-and-authentication/tcp-and-udp-port-numbers

ポートが使用できない場合クラウドは使用できませんが、ローカルネットワークにPhoton Serverを立てて代わりにすることは可能です。
Photon ServerはWindowsにのみ対応しています。
https://doc.photonengine.com/en-us/server/current/operations/requirements
またライセンス認証のためにPhoton Serverが動いているPCはインターネットに接続している必要があります。

※ウイルス対策ソフトが通信を遮ぎらないように注意してください。

クラウドを使用する場合とローカルサーバを使用する場合の環境構築方法は、環境構築にて説明します。

人間(VR)側の前提条件 †

• Windows環境
  SIGVerseアセットを使用するための基本的な要件以外にも、Oculus Riftを使用するための要件も必要です。
• Oculus Rift
  Oculus Riftは、Oculus Rift CV1及びOculus Rift Sにて動作確認済みです。
  Oculus SoftwareをWindowsにインストールし、Oculus Riftを使用するための基本的な環境を整えてください。

ロボット(ROS)側の前提条件 †

• Windows環境とUbuntu環境
  詳細はこちらを参照。

環境構築 †

環境構築手順は、人間(VR)側とロボット(ROS)側で共通です。

クラウドを使用する場合は、4a.クラウド環境を構築してください。
ローカルサーバを使用する場合は、4b.ローカルサーバ環境を構築してください。

1. Photonアカウントの作成 †

まずPhotonのアカウントを作成する必要があります。
以下の手順で作成してください。

1. Photonの公式サイトにアクセスします。
2. ページ右上のサインインからPhotonのアカウントを作成します。

2. Oculus Utilitiesのインポート †

Oculus UtilitiesをUnityプロジェクトにインポートする必要があります。。

1. 以下のリンクから Oculus Utilities for Unity ver.1.28.0 をダウンロードします。
   https://developer.oculus.com/downloads/package/oculus-utilities-for-unity-5/1.28.0/
2. ダウンロードしたzipファイルを解凍します。
3. UnityでSIGVerseプロジェクトを開きます。
4. Unityメニューの[Assets]-[Import Package]-[Custom Package...]をクリックします。
5. 解凍したフォルダ中の"OculusUtilities.unitypackage"を選択します。
6. [Import]ボタンをクリックします。
7. "Update Oculus Utilities Plugin"画面で[Yes]ボタンを押下します。
8. "Restart Unity"画面で[Restart]ボタンを押下します。

3. OculusとPUNライブラリの使用 †

1. [SIGVerse]-[SIGVerse Settings]からSIGVerse設定画面を開きます。
2. [Define symbols Settings]の[Use Oculus]と[Use PUN]にチェックを入れます。

#ref(): File not found: "SIGVerseSettingsOculusPUN.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

4a. クラウド環境の構築 †

Photon Cloudのフリープランでは同時に20人まで接続可能です。詳細は次のページを参照してください。
https://www.photonengine.com/en-US/Realtime/pricing

クラウドに接続するにはPUN(Photon Unity Networking)を使用します。
PUN環境構築手順は次の通りです。

1. Photonの公式サイトにサインインします。
2. アプリケーションIDを取得します。
   1. サインイン後のダッシュボードで、[新しくアプリを作成する]ボタンを押下します。
   2. [Photonの種別]を"Photon PUN"にし、アプリケーション名を設定します。（アプリケーション名は例えば"CleanupVR"など。）
   3. [作成する]ボタンを押下します。
   4. ダッシュボードのアプリ一覧にPUNのアプリが追加されていることを確認し、"アプリケーションID"をメモします。
      （IDは36桁でクリックすると全桁表示されます。）
      
3. UnityプロジェクトにPUN2アセットをインポートします。
   1. UnityでSIGVerseプロジェクトを開きます。
   2. Unity Asset StoreのPUN2のページにアクセスします。
   3. ページ右上からUnityアカウントにサインインします。
   4. [Open in Unity(Unityで開く)]ボタンを押下すると、Unityの[Asset Store]タブにPUN2が表示されます。
   5. 一部のライブラリのチェックを外します。
      "Photon/PhotonLibs/WebSocket/websocket-sharp.dll"のチェックボックスを外してください。websocket-sharp.dllはSIGVerseアセットの中に既に含まれており競合してしまうからです。

      #ref(): File not found: "PUN2ExcludeWebsocket-sharp.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

   6. [Import]ボタンをクリックします。
   7. [PUN Wizzard]が開かれるので"AppId"の欄に前述の"アプリケーションID"を入力し、[Setup Project]ボタンを押下します。

      #ref(): File not found: "PunWizardCloud.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

      次のような[PhotonServerSettings]画面が開かれます。
      
      （この画面は[Window]-[Photon Unity Networking]-[PUN Wizzard]-[Locate PhotonServerSettings]からも開けます。AppIdは"App Id Realtime"に設定されます。）
4. Unityメニューの[Assets]-[Reimport All]をクリックします。
5. [Reimport]ボタンを押下してリビルドします。

4b. ローカルサーバ環境の構築 †

ローカルネットワークにPhoton Serverを立てて、クラウドの代わりにすることもできます。

1. Photonの公式サイトにサインインします。
2. ライセンスファイルを取得します。
   1. Photon Serverのページで[TRY FREE LICENSE]をクリックします。
   2. [DOWNLOAD FREE]をクリックしてライセンスファイルを取得します。
      ライセンスファイルは"メールアドレス.Photon-vX.free.100-ccu.license"という名前です。
3. Photon Serverをインストールします。
   1. Photon Serverのページにアクセスします。
   2. "Download SDK"の右のバージョン番号をクリックして、実行ファイルをダウンロードします。
   3. ダウンロードしたファイルを実行し、インストールしたいディレクトリに展開します。
   4. 展開したフォルダの"Photon-OnPremise-Server-SDK_vxxxxxxx\deploy\bin_Win64"をエクスプローラで開きます。
   5. 前述のライセンスファイルを配置します。例えば次の図のようになります。

      #ref(): File not found: "PhotonServerFolder.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

4. Photon Serverを起動します。（Windowsを再起動した後などはPhoton Serverも起動する必要があります。）
   1. bin_Win64フォルダの中のPhotonControl.exeをダブルクリックしてアプリを起動します。
      （Windowsタスクバーにアプリアイコンが現れます）
   2. WindowsタスクバーのPhotonControlアイコンをクリックして、[Game Server IP Config]で適切なサーバのIPアドレスを選択します。

      #ref(): File not found: "PhotonServerIP.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

   3. [LoadBalancing (MyCloud)]-[Start as application]をクリックしてPhoton Serverを起動します。
   4. [LoadBalancing (MyCloud)]-[Run TestClient (LoadBalancing]をクリックすると動作確認が出来ます。
5. UnityプロジェクトにPUN2アセットをインポートします。
   1. UnityでSIGVerseプロジェクトを開きます。
   2. Unity Asset StoreのPUN2のページにアクセスします。
   3. ページ右上からUnityアカウントにサインインします。
   4. [Open in Unity(Unityで開く)]ボタンを押下すると、Unityの[Asset Store]タブにPUN2が表示されます。
   5. 一部のライブラリ以外をImportします。
      "Photon/PhotonLibs/WebSocket/websocket-sharp.dll"のチェックボックスを外してください。websocket-sharp.dllはSIGVerseアセットの中に既に含まれており重複してしまうからです。

      #ref(): File not found: "PUN2ExcludeWebsocket-sharp.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

   6. [PUN Wizzard]が開かれるので、[Skip]ボタンを押下します。

      #ref(): File not found: "PunWizardLocalServer.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

   7. [PhotonServerSettings]が開かれるので以下の設定を行います。
      • [Use Name Server]のチェックを外す
      • [Server]にPhoton ServerのIPアドレスを入力する
      • [Port]に"5055"を入力する。
        
6. Unityメニューの[Assets]-[Reimport All]をクリックします。
7. [Reimport]ボタンを押下してリビルドします。

実行手順 †

人間(VR)側として実行する場合は、こちらの手順に従って実行してください。

ロボット(ROS)側として実行する場合は、こちらの手順に従って実行してください。

どちらから先に実行しても問題ありませんが、ローカルサーバを使用する場合は、先にPhoton Serverを起動してください。

人間(VR)側の実行手順 †

起動手順 †

* ローカルサーバを使用する場合は、先にPhoton Serverを起動してください。

Windows側の起動手順 †

1. Oculus Riftを接続し使用できる状態にしてください。
2. こちらを参考に[Assets/SIGVerse/SampleScenes/HSR/HsrCleanupVR(.unity)]シーンを開始します。
3. [Human]ボタンを押下して、人間としてログインしてください。
4. ロボットがログインしていない場合は、ロボットがログインするのを待ちます。

Windows (Login Screen)

実行 †

ヒューマンアバターを操作して、ロボットにCleanup指示を出してください。

基本的には次のような流れになります。

1. 把持対象を指差しながら"Pick it up!"というメッセージをロボットに送信する。
2. 届け先を指差しながら"Clean up!"というメッセージを送信する。

Oculus Touchの操作方法は次の通りです。

• 中指トリガーを引くと、アバターの手が指差し姿勢になります。
• AまたはXボタンを押下すると、"Pick it up!"というメッセージをロボットに送信します。
• BまたはYボタンを押下すると、"Clean up!"というメッセージをロボットに送信します。
• 左スティックを倒すと、アバターが倒した方向に移動します。
• 右スティックを押下すると、"Good!"というメッセージをロボットに送信します。
• 左スティックを押下すると、"Bad!"というメッセージをロボットに送信します。

Windows

ロボット(ROS)側の実行手順 †

起動手順 †

* ローカルサーバを使用する場合は、先にPhoton Serverを起動してください。

まずUbuntu側を起動します。その後 Windows側を起動してください。

Ubuntu側の起動手順 †

新しいターミナルを開き、以下のコマンドを実行します。

$ roslaunch sigverse_hsr_teleop_key teleop_key.launch

rvizも起動する場合は、以下のコマンドを実行します。

$ roslaunch sigverse_hsr_teleop_key teleop_key_with_rviz.launch

Windows側の起動手順 †

1. こちらを参考に[Assets/SIGVerse/SampleScenes/HSR/HsrCleanupVR(.unity)]シーンを開始します。
2. [Robot]ボタンを押下して、ロボットとしてログインしてください。
3. 人間がログインしていない場合は、人間がログインするのを待ちます。

Windows (Login Screen)

実行 †

Ubuntu側の teleop_key.launch のターミナル上でHSRをキー操作することが出来ます。

ロボットを操作して机の上にあるオブジェクトの中から１つを把持し、人間が指さした場所に運んでください。

※操作方法の詳細はターミナルの表示を確認してください。

終了する際は、Unity側を停止させてからROS側を終了してください。

Ubuntu側

Windows側 (Logged in)

Windows側 (Pointing)

#ref(): File not found: "HSRCleanupVRRobotWindowsPointing.png" at page "(HSR)クラウドとVRを使用したCleanupタスクの実行"

     

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