주변 벽으로 둘러 쌓인 제한된 공간 평면 상에서 자율주행이 가능한 RC카를 만들어 볼 요량으로 7년 전에 디바이스 마트에서 현재가는 13만원 정도 인데 그 당시 가격으로는 14만원짜리인 회전형 라이다를 구입하였으나 시간 부족으로 인해 처박아 두었다가 ROS(Robot Operating System) 코딩 문제의 단서를 찾아 볼까해서 다시 꺼내 살펴보게 되었다. 이 라이다 센서는 회전하면서 구멍으로 레이저를 발사하여 반사광을 회수하므로서 1.5~ 12m 거리를 센싱할 수 있다.
SLAM이란 Simultanenous Localization and Mapping 의 약어로서 드론이라든지 또는 자율주행 차량에서 주변 환경과의 거리 측정 및 가시화에 사용되는 라이다 센서 기법을 의미한다. 아래의 ROS(Robot Operating)에 관한 Wikipedia의 Overview 중에서 SLAM 패키지 응용이 공식적으로 언급되고 있음을 알 수 있다.
... Both the language-independent tools and the main client libraries (C++,Python, andLisp) are released under the terms of theBSD license, and as such areopen-source softwareand free for both commercial and research use. The majority of other packages are licensed under a variety ofopen-source licenses. These other packages implement commonly used functionality and applications such as hardware drivers, robot models, datatypes, planning,perception,simultaneous localization and mapping(SLAM),simulation tools, and otheralgorithms. ...
이 제품을 윈도우즈 10에서 성능 실험을 하려면 Silicon Labs의 다음 드라이버 CP210x_Windows_Drivers 를 우선 설치해야 한다.
설치한 아래의 결과로부터 COM 7 USB Port 임을 알 수 있다.
다음 순서를 잘 몰라서 결국 Gemini에게 신세를 지기로 하였다. 다음의 7 프롬프트를 참조하기 바란다.
1. 7년 전 구입한 slamtec사의 rplidar인데 어떻게 install 해야 하는지 자문해주세요!
2. Windows PC에서 단순 테스트 먼저 예정
3. RoboStudio 프로그램 실행 후 Lidar 탭 클릭 했는데 Serial Port 연결 선택이 나타나지 않는데 어떻게 해야 하나요?
4. Lidar 패널을 클릭하면 아무것도 없고 Robots 패널을 클릭하면 Local 폴더와 Manual Connecting History 가 나와. 어떻게 하지?
5. 상단 중앙의 초록색 Play 버튼(▶) 또는 Scan 아이콘을 눌렀는데 주파수와 rpm만
표시되고 점군이 안나타나요?
6. 아래의 점군 데이터가 풀력되었는데 그 해석은? #RPLIDAR SCAN DATA
#COUNT=6
#Angule Distance Quality
229.6198 146.0 188
230.2460 146.0 188
...
7. Slamtec사의 RPLIDAR A1 모델과 ROS 와 어떤 관계인가요?
이 라이다 센서를 구동시킬 수 있는 방법은 2가지이다. 첫째는 yahoo.com에서 robostudio installation으로 검색하여 다운받아 설치하는 일이다. SLAMTEC 웹사이트에서 다운받아 설치 후 Account를 등록하여 robostudio를 실행하면 아래의 화면이 나타난다.
왼쪽 상단의 Lidars를 클릭하면 윈도우즈 PC 와 연결된 라이다 센서가 나타나야 하지만 중국인들이 서버를 잠궈나서 연결이 되지 않는다. 이 단계에서 7년 전 쳇바퀴 돌면서 엄청 시간을 소모한 경험이 있었는데 Gemini 가 그 원인을 명쾌하게 알려주고 대안도 제시해 주었다.
Yahoo.com에서 rplidar_sdk-master를 검색 다운받아 압축을 해제하면 그 안에 frame_grabber.exe파일과 app 폴더 안에 C++코드도 함께 들어 있다.“sl_lidar_driver.h” 가 바로 ROS 의 패키지에 해당된다.
frame_grabber 를 실행하면 다음과 같이 2개의 정보 입력 요구가 나타난다. USB Port 번호는 COM 7이며, 업로딩 스피드는 115,200 baude rate 으로 선택 입력한다.
이러한 입력 양식을 보면 이는 아두이노 보드의 Port 지정 방식을 떠 올리게 한다.
frame_grabber 화면이 나타난다. 6개의 아이콘들은 순서대로 Dump Data, Stop, Start Scan, Reset, Set motor PWM 그리고 About이다.
다음과 같이 골판지 박스를 준비하고 라이다 센서를 중앙에 위치시키자.
Start Scan 아이콘을 클릭하면 아래의 화면이 나타난다. 대략 사각형인데 크기가 너무 작아 보이므로 확대해보자.
화면 한가운데를 마우스 중앙 롤러를 한번 클릭한 후 몸쪽 방향으로 롤러를 굴려보자면 최대로 확대된 아래 화면이 나타난다. 대략 20 ~ 30cm 사각 박스이다. 안봉는 부분은 15cm 이하인 경우이다. 실내 거실에서 한다면 5 ~ 6m 정도 거리를 나타내어야 하므로 크기가 커진다.
다음 화면은 박스에서 꺼낸 후 PC 앞 테이블에 라이다를 위치시킨 경우이다.
첫 번째 Dump Data 아이콘을 클릭하면 데이터 파일이 얻어진다.
이 데이터 파일의 의미는 다음과 같다.
첫 번째 그룹 (각도 $229.6^\circ \sim 231.5^\circ$):
약 $230^\circ$방향(좌측 후방 영역)에 라이다 중심으로부터 약 14.6 cm ~ 14.7 cm떨어진 위치에 단단한 표면(장애물/벽)이 감지되었다.
두 번째 그룹 (각도 $301.5^\circ \sim 302.2^\circ$):
약 $301^\circ \sim 302^\circ$방향(우측 후방 영역)에 라이다 중심으로부터 약
14.7 cm ~ 14.9 cm떨어진 위치에 또 다른 물체가 감지되었다.
신뢰도(Quality = 188):레이저 수신기 및 광학 렌즈가 아주 양호하게 작동 중이다.
즉 라이다가 보낸 단순 거리 데이터를 PC에서 수신하여, 로봇 개발에 필요한 핵심 정보가 얻어진다. 즉 예를 들어, 지도 제작(SLAM), 장애물 인식 및 위치 추정(Localization), 최적 경로 생성(Path Planning) 작업을 수행할 수 있다.
이와 유사하게 PR1 이나 PR2 와 같은 로봇 바디 전체도 라이브러리나 패키지로 제공이 가능할 것이다.
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