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August 06, 26
スライド概要
ROS 2教育においてロボット実機を用いて行えることが望ましいです。一方、ROS 2対応の移動ロボットは高価であることが多く、実験のために広いスペースを確保する必要があることから、手軽さという面で障壁があります。本提案ではtoioをROS 2対応、navigation2対応含めたROS 2教育コンテンツを整備し、テーブルトップ型で安価に実験できるROS 2学習環境を提供します。
OpenCVではじめよう ディープラーニングによる画像認識、OpenCVプログラミングブックの中の人(の一人).Computer Vision/OpenCV/GPGPU/ROS/AR/インタラクティブアート/ニコニコ技術部
ROSCon JP 2026 toio_ros2_dev_kit:テーブルトップ型 ROS 2学習プラットフォーム 株式会社サイバーエージェント AI Lab 吉村 康弘
自己紹介 吉村 康弘 | Yasuhiro Yoshimura 株式会社サイバーエージェント AI Lab Activity Understanding Team Research Engineer 人物行動理解、ロボティクスの研究に従事 OpenCVコントリビューター 2
モチベーション ● 実機を使ったROS 2教育を低コストで実現したい ○ ○ ○ ● 実機を使ってROS 2を楽しく学んでほしい ・・・が、ROS 2対応ロボットは数万円を超えることが多く、手軽ではない toioなら数千円なのでハードルが低い! 研究成果を手軽に見せたい ○ ○ ○ 学会、展示会ではデモスペースが限られていることが多い 大きいロボットだと輸送も大変 toioならテーブル上で研究成果を見せられるし輸送も簡単! 3
モチベーション ● 俯瞰する視点で見せたい ○ ○ 実際の広いフィールドに足を運んで歩き回って見てもらう前にコンセプトを 見せるのに使える 小さいがゆえに俯瞰した視点で動きを見せ、説明できるメリットもある 4
toioとは ● ソニー・インタラクティブエンタテイメント(SIE)によって開発されたキューブ 型ロボット ● 高レベルAPI(例:指定座標に移動する)、低レベルAPI(例:左右のモーターを 制御する、LED点灯など)が提供されている ● toio開発用プレイマットを使うことでtoioの位置姿勢が精度よく得られる https://pur.store.sony.jp/toio/products/toio_body/TPH-1000C010_product/ 5
とある日の私 ● ソニー・インタラクティブエンタテイメント(SIE)によって開発されたキューブ 型ロボット ● 高レベルAPI(例:指定座標に移動する)、低レベルAPI(例:左右のモーターを 制御する、LED点灯など)が提供されている ● toio開発用プレイマットを使うことでtoioの位置姿勢が精度よく得られる ここまで揃っていると ROS 2対応するしかないのでは? 6
とある日の私 ● ソニー・インタラクティブエンタテイメント(SIE)によって開発されたキューブ 型ロボット ● 高レベルAPI(例:指定座標に移動する)、低レベルAPI(例:左右のモーターを 制御する、LED点灯など)が提供されている ● toio開発用プレイマットを使うことでtoioの位置姿勢が精度よく得られる Localizationはできているものとして ナビゲーション学習のハードルが下げられる? 7
toio_ros2_dev_kit 8
toio_ros2 ● cmd_velトピックによる車両制御 ● goal_poseトピックによる車両制御 ● toio位置姿勢の配信(トピック、tf) ● バッテリー残量配信 ● etc… 実装の細かい苦労話はこちらの記事を参照ください 9
toio_navigation ● nav2パラメータをtoio向けにチューニング ○ toioの足回りのスペックは以下の通り(参考) ■ 直進:350mm/秒 ■ 回転:1500 度/秒 ■ 駆動輪半径:6.25mm ■ トレッド幅:26.6mm ○ nav2デフォルトだとtoioのような小型ロボット向けパラメータになっていな いので調整が必要 ■ 逆に言うとパラメータ調整次第で小型ロボットでも動くということ 10
toio_navigation ● toio向けチューニングで特徴的なパラメータ(抜粋) ○ robot_radius、footprint ■ toioキューブの寸法に合わせる ○ costmapのresolution ■ resolutionを細かくする 11
toio_navigation ● toio向けチューニングで特徴的なパラメータ(抜粋) ○ xy_goal_tolerance ■ ゴール到達判定の許容を厳しくする ○ toio特性に合わせたplannerの調整 ■ desired_linear_vel ■ lookahead_dist ■ max_angular_accel など 12
toio_navigation ● nav2による柔軟なナビゲーション ○ ○ toio API単体ではできない virtual wallも考慮できる ● RViz2による可視化 ● waypoint走行 13
toio_gazebo ● Gazebo Harmonic対応のシミュレータ環境 ● toio_ros2と互換性のあるROS 2トピック仕様 ● toio実機がなくても実装が進められる 14
toio開発者からも好評 https://x.com/akichika/status/2047105262050513009 15
動的障害物対応 ● ここまでの対応だとvirtual wallしか扱えず、動的障害物をケアできなくて微妙 ● toio開発者の田中さんにアドバイスをもらうことに https://x.com/akichika/status/2017257068009578763 16
動的障害物対応 ● ATOM Mate for toioによって超音波センサを増設 ● ATOM Mate for toioから測距データを配信 ● 購読した測距データをコストマップに反映 17
ToDo ● toio複数台対応 ● Open-RMF対応 ● ROS 2学習コンテンツ拡充 18
おわりに ● ROS 2教育、デモンストレーションでtoio_ros2_dev_kitをぜひ活用ください ● issue、プルリクエストなどコントリビューションをお待ちしております 19