ZeroSim

ZeroSim
- 개요
- API 문서화
- 시작하기
  - 비디오 튜토리얼
  - 권장 시스템
  - 새 Unity 프로젝트 설정하기
  - ZeroSim ROS Docker 컨테이너 받기
  - TurtleBot 테스트 장면 실행하기
  - Turtlebot용 RViz 사용하기
  - MoveIt!을 이용한 Universal Robot UR10 암 테스트 장면 실행하기
  - 이미지 분할(Image Segmentation) 테스트 실행하기
  - [URDF 내보내기(Export)#export-urdf]
  - [URDF 가져오기(Import)#import-urdf]
    - LEO 로봇 예제

ZeroSim은 사용하기 쉬운 Unity 3D 개발 플랫폼과 Robotics Operating System (ROS)의 강력함을 기반으로 구축된 로봇 시뮬레이션 엔진입니다. ZeroSim은 창고 및 산업 환경부터 농업 및 실외 환경에 이르기까지, 로봇 팔부터 지상 및 드론 기반 이동 로봇까지 모든 종류의 로봇 공학 및 시뮬레이션을 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 설계되었습니다.

ZeroSim은 FS Studios가 수년 동안 다양한 클라이언트의 모든 종류의 로봇 시뮬레이션 프로젝트(로봇 팔부터 이동 로봇까지)를 신속하게 개발하기 위해 개발한 프로젝트입니다.

저희는 지난 수십 년간 저희를 지원해 주신 로보티스트 및 소프트웨어 엔지니어 커뮤니티를 지원하기 위해 ZeroSim을 오픈 소스로 공개합니다. 현재 활발히 개발 중이며, 모든 기능 요청, 버그 보고서, 풀 리퀘스트(pull request)를 환영합니다.

MoveIt Example

Mobile Robot Example

개요

ZeroSim은 Unity에서 로봇과 환경을 구축하고 ROS와 인터페이스할 수 있도록 다양한 도구를 제공합니다. 저희는 Gazebo가 제공하는 기능 및 ROS 인터페이스와 동일한 기능을 제공하기 위해 노력했습니다. 포함되는 항목들은 다음과 같습니다:

Unity에 통합된 최신 PhysX 4.x를 사용한 동역학 시뮬레이션.
- 경첩(Hinge), 구형(ball), 선형(linear), 고정(fixed) 관절.
최신 실시간 레이 트레이싱 기술을 포함한 고급 3D 렌더링.
센서:
- 2D LIDAR -> ROS LaserScan 메시지.
- 3D LIDAR -> ROS PointCloud2
- 컬러 카메라 -> ROS Image 및 ROS CameraInfo 메시지.
- 컬러 + 깊이 카메라 -> ROS Image 및 ROS CameraInfo 메시지.
- 스테레오 카메라 -> ROS Image 및 ROS CameraInfo 메시지.
- IMU -> ROS Imu 메시지
- 자력계(Magnetometer) -> ROS MagneticField 메시지.
- 접촉 스위치(Contact switch)
- 고도계(Altimeter)
ROS 표준 컨트롤러 및 플러그인 사용 준비 완료:
- 차동 구동(Differential drive). 표준 ROS Twist 메시지를 통해 제어됩니다.
- ROS FollowJointTrajectory Action Controller Interface를 통한 로봇 팔 컨트롤러로, MoveIt이 ZeroSim과 원활하게 연결할 수 있도록 합니다.
- ROS TF 퍼블리셔.
- ROS JointState 퍼블리셔.
전체 ROS 메시징 통신 계층 API.
- 미리 만들어진 표준 ROS 메시지 다수
- 액션 서버(Action Servers)
- ROS Bridge와 BSON을 이용한 TCP를 통한 빠르고 효율적인 메시지 인코딩.
- 파라미터 서버(Parameter server)
DockerHub에서 공개적으로 사용 가능한 사전 구축된 ROS Docker 이미지: https://hub.docker.com/r/zerodog/zerosim_ros_vnc
머신러닝 도구:
- 시맨틱 분할 알고리즘 훈련을 위한 이미지 분할(Image Segmentation).
URDF 가져오기 및 내보내기 (Import & Export)
ROS2 지원 (ROS Bridge Suite 이용) (https://github.com/RobotWebTools/rosbridge_suite)
출시 예정:
- Unity Editor 내에서 Docker 이미지 구성 및 실행.
- WebSockets을 통한 보안 통신.
- 드론 컨트롤러.

API 문서

API Documentation

시작하기

비디오 튜토리얼

[

Tutorial #1: Install ZeroSim in Unity](

Ubuntu 18.04 또는 20.04 (MacOS 또는 Windows에서도 작동할 수 있으나 현재는 테스트되지 않음)
- Unity 2020.x LTS (중요: 현재 Unity 2021.x 버전은 많은 것을 망가뜨립니다. 가까운 미래에 2021 버전을 지원하기를 바랍니다.)
- Git LFS
- ROS Melodic (ZeroSim은 ROS 기능에 대한 사전 구축된 Docker 컨테이너를 제공합니다: https://hub.docker.com/r/zerodog/zerosim_ros_vnc)
  - 참고: ROS Melodic이 저희가 주로 지원하는 개발 환경이지만, ZeroSim은 Noetic 및 ROS2에서도 실행할 수 있다는 보고가 있습니다.

새로운 Unity 프로젝트 설정하기

Unity Hub에서 Unity 2020.x 이상을 사용하여 새 Unity 프로젝트를 만듭니다.
New Unity Project
Unity Packages를 통해 ZeroSim 추가하기:
1. 중요: 계속하기 전에 시스템에 GIT LFS가 설치되어 있는지 확인하세요!
2. Unity 메뉴 Window -> Package Manager로 이동합니다.
3. + 드롭다운을 선택합니다:
  
  Dropdown
4. Add Package From Git URL...을 선택하고 [email protected]:fsstudio-team/ZeroSimROSUnity.git을 입력합니다. 이 업데이트에 몇 분이 걸릴 수 있지만, 다음 내용이 표시되는 것을 확인해야 합니다:
  
  ZeroSim Package Installed
5. Package Manager에서 Samples의 Import 버튼을 선택하여 ZeroSim 샘플을 가져옵니다:
  
  Import ZeroSim Samples
중요 기본 Unity 물리 설정은 많은 시뮬레이션과 잘 작동하지 않습니다. Unity 메뉴 Edit -> Project Settings... -> Physics를 열고 Default Solver Iterations를 30으로, Default Solver Velocity Iterations를 60으로 설정하여 물리 설정을 하는 것이 매우 권장됩니다 (대부분의 시뮬레이션에 필요할 가능성이 높습니다).
Unity Physics Settings
중요 기본 Unity 고정 시간 단계(fixed timestep) 설정은 많은 시뮬레이션과 잘 작동하지 않습니다. Edit -> Project Settings... -> Time에서 Fixed Timestep 설정을 0.005로 설정하는 것이 매우 권장됩니다
Timestep Settings
Linux에서 Unity를 실행하는 경우 OpenGL 사용을 피하고 Vulkan을 사용하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 이미지 기반 센서가 느리게 작동하거나 아예 작동하지 않을 수 있습니다. Vulkan 사용으로 변경하려면:
1. Unity 메뉴: Edit -> Project Settings...로 이동합니다:

Linux용 자동 그래픽 API(Auto Graphics API for Linux)의 체크를 해제하고, 그 아래 '리눅스용 그래픽 API(Graphics APIs for Linux)'에서 OpenGL보다 먼저 Vulkan을 설정하세요:

Vulkan Settings

ZeroSim ROS Docker 컨테이너 가져오기

다음 주소에서 사용 가능합니다: https://hub.docker.com/r/zerodog/zerosim_ros_vnc 또는 docker pull zerodog/zerosim_ros_vnc:latest

TurtleBot 테스트 씬 실행

주의: 작업 순서가 중요합니다. 특히 Unity 시뮬레이션보다 먼저 Docker를 시작해야 합니다.

위에 설명된 대로 ZeroSim 샘플이 설치되었는지 확인하세요.
위의 ZeroSim Docker 컨테이너가 설치되었는지 확인하세요.
Turtlebot3_Waffle_test.scene
Open Turtlebot Scene을 엽니다.
다음 명령어를 통해 ZeroSim Docker를 실행합니다:

docker run -it --rm \
--publish=9090:9090 \
--publish=11311:11311 \
...

별도의 터미널에서 다음 명령어를 실행하여 ROS 텔레오프(teleop)를 실행합니다:

docker exec -it my_zerosim_vnc_docker \
bash -c "source devel/setup.bash ; rosrun turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key"

Unity 에디터에서

ZeroSim

요약

핵심 포인트

ZeroSim

개요

API 문서