ゼロからのROS2

• モデル表示に加えて、ロボット制御部分のコードを追記する必要があります

↓以下で説明

Mock Components が起動しない場合、controller_manager と realtime_tools の不整合で落ちることがあります。まず関連パッケージを更新します。

sudo apt update && 
sudo apt install --reinstall \
  ros-humble-realtime-tools \
  ros-humble-controller-manager \
  ros-humble-ros2-control \
  ros-humble-ros2-controllers \
  ros-humble-joint-state-broadcaster \
  ros-humble-joint-trajectory-controller \
  ros-humble-ros2controlcli
                        

• 見た目: RViz上はモデル表示と同じに見えます
• 動作: rqt の「Joint Trajectory Controller」のスライダーで動きます
• トピック: /joint_states は joint_state_broadcaster が配信

※データフローの詳細は「ros2_control」の章で解説します。

• ros2_controlの全体像を含めて、どういう通信が行われているのかの理解が必要です

↓以下で説明

1. モダンなGazebo (推奨) の場合
本スライドではこっちを使います

# ros_gz: ブリッジやシミュレータ本体
sudo apt-get install ros-${ROS_DISTRO}-ros-gz

# ros2_control 連携: Gazebo上のロボットを controller_manager で動かす
sudo apt-get install ros-${ROS_DISTRO}-gz-ros2-control
                        

2. Gazebo Classic (旧) の場合

# gazebo_ros_pkgs (Classic用の関連パッケージ)
sudo apt-get install ros-${ROS_DISTRO}-gazebo-ros-pkgs
                        

インストールが完了したら、gazeboを起動

⚠️ 初回起動時の注意

初めて起動する際はモデルデータのダウンロードが行われるため、 画面が出るまでに数分間、真っ暗な状態が続くことがあります。 故障ではないのでそのまま待ってください。

package://... や model://... の解決に必要な
GZ_SIM_RESOURCE_PATH / IGN_GAZEBO_RESOURCE_PATH が不足していることがあります。

export GZ_SIM_RESOURCE_PATH=/opt/ros/${ROS_DISTRO}/share:~/zero_ros/ros2_ws/install/ros_study/share
export IGN_GAZEBO_RESOURCE_PATH=$GZ_SIM_RESOURCE_PATH
                        

mesh 解決エラーが出ると、ロボットが一部だけ表示されたり、まったく見えないことがあります。

どちらのGazeboを使う場合でも、ros2_control経由で動かすという基本構成は変わりません。

※本講座では、環境構築の手軽さから Gazebo (New) を使用します。

urdf/ros2_control.xacro

<hardware>
  <plugin>mock_components/GenericSystem</plugin>
</hardware>
                                

<hardware>
  <plugin>gz_ros2_control/GazeboSimSystem</plugin>
</hardware>
                                

GazeboSimSystem というプラグインを指定することで、
「実在しないハードウェア」ではなく「Gazebo上のロボット」として認識されます。

robot.urdf.xacro の末尾に、Gazebo から ROS 2 制御を呼ぶタグを追加します。

<gazebo>
    <plugin filename="gz_ros2_control-system" 
            name="gz_ros2_control::GazeboSimROS2ControlPlugin">
        <parameters>
            $(find ros_study)/config/ur_joint_trajectory_controller.yaml
        </parameters>
    </plugin>
</gazebo>
                        

cd ~/ros2_ws
source install/setup.bash
ros2 launch ros_study ur5e_bringup_with_gazebo.launch.py
                        

• gz_ros2_control 未導入: /controller_manager が立たず、spawner が待ち続ける
• resource path 不足: mesh や package 参照に失敗してロボットが崩れたり見えなかったりする
• 再生ボタン未押下: Gazebo が一時停止で、見た目は出ていても時間が進まない

ros2 topic echo /clock --once
ros2 action list | grep scaled_joint_trajectory_controller
                        

/clock と controller の両方が見えていれば、Gazebo 側の最小構成は概ね正常です。

ROS 2とGazeboは、裏側で使っている通信の仕組み（ミドルウェア）が異なります。

直接は会話できないため、翻訳機（ros_gz_bridge）が必要です。

• /topic_name : 通信したいトピック名
• @ : ROS 2の型 を指定する区切り文字
• ros_type : ROS側のメッセージ型
• [ : Gazeboの型 を指定する区切り文字
• gz_type : Gazebo側のメッセージ型

Gazebo (New) には「Resource Browser」があり、
オンライン上のモデルライブラリ（Fuel）から物体を呼び出せます。

1. 画面右側のタブから [Resource Browser] を開く
2. 検索窓に「table」や「box」と入力
3. 好きなモデルをメイン画面にドラッグ＆ドロップ

作ったWorldファイルを読み込むように変更します。

# launch/gazebo_sim.launch.py

gazebo = IncludeLaunchDescription(
    PythonLaunchDescriptionSource(
        [PathJoinSubstitution([FindPackageShare("ros_gz_sim"), 
         "launch", "gz_sim.launch.py"])]
    ),
    launch_arguments={
        # "empty.sdf" を自作ファイルに変更
        "gz_args": "-r " + os.path.join(
            get_package_share_directory('ros_study'),
            'worlds', 'obstacle_world.sdf')
    }.items(),
)
                        

※ worlds フォルダを CMakeLists.txt でインストールする設定を忘れずに！

Mock Hardware → 位置・速度制御で十分

Gazebo 等の物理シミュレータ → トルク制御が基本

なぜ変わるのか？ ↓