hakoniwa-unity-zumo

前提とする環境

• OS
  • Windows 10/11 WSL2 Ubuntu 22.04.1 LTS
• Unity Hub
  • Unity Hub 3.5.2
• Unity
  • Unity 2022.3.8f1

なお、Unityおよび Unity Hub はインストールされていることを前提として解説します。

Zumo ロボット情報

寸法について

Zumo ロボットの寸法は、以下の 3D モデル（Zumo.zip）を 10 倍しています。

https://github.com/ncesnagoya/hakoniwa-unity-zumo/releases

理由は、Unityの単位が、１ユニット＝１メートルでありますが、本物のzumoは 10cm 程度と小さいためです。

経験上、Unityで扱うオブジェクトのサイズが小さいとシミュレーションが適切に行われないケースがあり、Unityの１ユニットの単位で揃えておく方が良いと判断。

対応しているセンサとアクチュエータ

• ラインフォロワーセンサー
• ジャイロセンサー
• 加速度センサー
• 磁気センサー
• モーター
• LED

ラインフォロワーセンサーの数と取付位置

センサー	実機の幅(mm)	Unityの幅(m)	Unityのオフセット(m)
右端	0.00(0.00)	0.0	0.330
1	3.49(0.1375)	0.035	0.295
2	13.58(0.535)	0.136	0.159
3	11.17(0.44)	0.112	0.048
4	9.52(0.375)	0.095	-0.048
5	11.17(0.44)	0.112	-0.159
6	13.58(0.535)	0.136	-0.295
左端	3.49(0.1375)	0.035	-0.330
sum	66(2.6)	0.66

参考：https://www.pololu.com/docs/0J57/2.c

ジャイロセンサー/加速度センサー/磁気センサーについて

Unityは左手系ですが、PDU通信データは右手系で計算した値を設定しています。

指	座標	左手系（Unity）	←	右手系（ROS）	←
指	座標	自分中心	ロボット	自分中心	ロボット
親指	X	後	右	右	前方
人差し指	Y	上	上	前	左
中指	Z	右	前方	上	上

PDUデータ

センサ

• ZumoPduSensor
  • line_sensors: ラインフォロワーセンサー（配列：６個）
    • ZumoPduLineSensor
      • brightness: 0-1000 の値（0: 黒、1000: 白)
  • imu: ジャイロセンサー/加速度センサー/磁気センサー
    • ZumoPduImu
      • acc: 加速度センサー
      • gyro: ジャイロセンサ―
      • mag: 磁気センサー
      • 補足：
        • 角度はオイラー角（度）
        • 加速度の距離は実際の寸法に合わせています（単位：m)
  • 補足：
    • irs は定義のみで、未使用

アクチュエータ

• ZumoPduActuator
  • motors: モーター（配列：２個）
    • ZumoPduMotor
      • power: モーター回転指示値（値が大きいほど高い回転数が得られる。プラス値は正回転、マイナス値は逆回転）
  • led: LED
    • ZumoPduLed
      • green: 車体先頭の２個のLEDのON/OFF指示。
        • ON: true
        • OFF: false
      • 補足：
        • red, blue, yellow は定義のみで、未使用

事前準備

２つのリポジトリをクローンします。

git clone --recursive [email protected]:ncesnagoya/hakoniwa-zumosim.git

git clone --recursive [email protected]:ncesnagoya/hakoniwa-unity-zumo.git

Zumo.zip をダウンロードし解凍して、Zumoフォルダ以下を plugin/plugin-srcs/Assets/Model にコピーします。

https://github.com/ncesnagoya/hakoniwa-unity-zumo/releases/download/v1.2.0/Zumo.zip

インストール手順

クローンが終わったら、以下のようにディレクトリ移動します。

cd hakoniwa-unity-zumo/

そして、必要なUnityモジュール類をインストールします。

 bash install.bash 

unzipがないというエラーが出た場合は場合はインストールをしてください

sudo apt-get install -y unzip 

この状態で Unity Hub で当該プロジェクトを開きましょう。

対象フォルダ：hakoniwa-unity-zumo\plugin\plugin-srcs

途中、バージョンが異なる旨のメッセージが出ますが、Continue してください。

もし、以下のダイアログが出た場合は、Ignore してください。

成功するとこうなります。

次に、Newtonsoft.Json が不足している場合は、以下で対応してください。

PackageManager左上の+ボタンから、「Add package from git URL...」で com.unity.nuget.newtonsoft-json を追加します。

Unity単独で開発する場合

Unityエディタ起動後、プロジェクトビューの　Scenes/Zumo/Work をダブルクリックしてください。

なお、以下のダイアログが出ますので、TMP Importer のImport TMP Essentials をクリックして、クローズしましょう。

このまま、Window/Hakoniwa/GenerateDebug をクリックしましょう。

コンフィグファイルの出力先は、Assets/Resources配下です。

補足：Resources配下のファイルは、起動時にUnityエディタがキャッシュしているため、Generateした場合は、再起動してください。

シミュレーション開始ボタンを押下し、以下の画面が出力され、コンソールにエラーメッセージが出力されていなければ成功です。

hakoniwa-zumosim と連携して開発する場合

Unityエディタ起動後、プロジェクトビューの　Scenes/Zumo/Hakoniwa をダブルクリックしてください。

このまま、Window/Hakoniwa/Generate をクリックしましょう。

コンフィグファイルの出力先は、Assets/Resources配下です。

補足：Resources配下のファイルは、起動時にUnityエディタがキャッシュしているため、Generateした場合は、再起動してください。

シミュレーションを開始する場合は、hakoniwa-zumosim配下で、以下のコマンドを実行してください。

bash docker/run.bash

その後、シミュレーション開始ボタンを押下し、コンソールにエラーメッセージが出力されていなければ成功です。

シミュレーションを停止する場合は、Unityのシミュレーションを停止後に、hakoniwa-zumosimの端末を CTRL+C してください。