[Ubuntu+ROS2] LG CLOiSim Simulator 설치 및 구동

CLOiSim?

LG에서 제작한 Simulator로, 3D 세계 환경과 로봇 설명이 포함된 SDF 파일을 사용하는 멀티 로봇 시뮬레이터이다. Unity 3D를 기반으로 동작하며, 여러 센서가 장착된 로봇을 지원하는 등 Gazebo와 유사하게 동작하는 것처럼 보일 수 있다.

• C#용 SDF Parser
• 단일성을 위한 SDF 로봇 구현 > 시각/충돌/센서/물리 관절
• Unity 3D용 SDF 플러그인
• UI 모듈 > 화면 정보 모듈
• 네트워크 모듈 -> 센서 데이터 또는 제어 신호를 전송하는 모듈
• 웹 서비스 -> 웹 인터페이스를 통한 시뮬레이션 제어 모듈

CLOiSim은 Gazebo와 비교하여 위와 같은 기능을 추가로 제공한다. 더 자세한 내용은 공식 Github를 참조하자.

LGE-ROS2

 

 

CLOiSim Install

혹시나 하는 상황에 우분투 자체가 날아가는 걸 막기 위해 도커, 콘다 등 가상환경 사용을 습관화하고 있다. 이번에도 도커를 사용할 것인데, 클로이심 배포사에서 공식 도커 이미지를 지원하고 있으므로 해당 파일을 사용하자.

GitHub - lge-ros2/cloisim: Unity3D based multi-robot simulator can bring-up simulation environment by SDF(Simulation Description

CLOiSim Github의 Repository를 Clone하고, Docker 디렉토리로 이동하여 이미지를 빌드한다.

docker build -t cloisim .

이미지가 생성되었다면(docker images 명령 입력하여 확인 가능) sample_resources를 같은 방법으로 Clone해야 한다.

# Clone할 디렉터리는 임의의 워크스페이스로 지정하면됨.
$ git clone https://github.com/lge-ros2/sample_resources.git

$CLOISIM_RESOURCES_PATH 변수에 Clone한 리소스의 PATH를 할당해준다. 연계된 파일에서 리소스를 가져올 때 사용되는 경로로, 할당해주지 않으면 실행이 불가하니 꼭 해주어야 한다.

export CLOISIM_RESOURCES_PATH=/<simulator-environment-PATH>/sample_resources/
./start.sh lg_seocho.world

여기까지 했다면 컨테이너가 자동으로 생성 및 실행되고, 도커 환경에서 클로이심 데모(LG 서초구 사옥인 것 같음)가 실행될텐데, 만약 안된다면 더보기란을 참고하면 된다.

 

CLOiSim은 Vulkan 프로젝트와 연계되어 있어 양측의 업데이트 버전이 일치해야 실행이 가능한 구조로 이루어져 있다. 그런데, Vulkan의 버전은 업그레이드되었으나 CLOiSim은 버전이 유지되고 있어 시뮬레이터 실행이 불가한 상황이 발생했다.

 

도커 이미지&컨테이너 빌드에 사용되는 아래 두 파일에서 해당 부분을 수정하여 build하면 정상적으로 사용 가능하다.

 

DockerFile

FROM ubuntu:20.04

# configuration for Nvidia capability
ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive \
    NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=all \
    NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=graphics,display

# Prerequisite for Vulkan capability
#ADD https://gitlab.com/nvidia/container-images/vulkan/raw/master/nvidia_icd.json /etc/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json
ADD https://github.com/Babbleshack/nvidia-vulkan-container/blob/master/nvidia_icd.json /etc/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json 

RUN apt-get update -qq && \
    apt-get upgrade -qq -y && \
    apt-get install --no-install-recommends -qq -y \
        xz-utils wget curl ca-certificates libgl1 libvulkan1 libc6-dev libxcursor1 libminizip-dev \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/* \
    && apt-get clean

# Get version info and extract simulator and remove downloaded file
RUN export CLOISIM_VERSION=$(curl -Ls -o /dev/null -w %{url_effective} --url https://github.com/lge-ros2/cloisim/releases/latest | cut -d'/' -f8) && \
#    export CLOISIM_TARGETFILE=CLOiSim-${CLOISIM_VERSION} && \
    export CLOISIM_TARGETFILE=CLOiSim-linux-${CLOISIM_VERSION} && \
    wget -q --directory-prefix /tmp "https://github.com/lge-ros2/cloisim/releases/download/${CLOISIM_VERSION}/${CLOISIM_TARGETFILE}.tar.xz" && \
    tar -xf /tmp/${CLOISIM_TARGETFILE}.tar.xz -C /tmp && rm /tmp/${CLOISIM_TARGETFILE}.tar.xz && \
    mv /tmp/${CLOISIM_TARGETFILE} /opt/ && \
    ln -s /opt/${CLOISIM_TARGETFILE} /opt/CLOiSim

ENV CLOISIM_FILES_PATH=/opt/resources/media \
    CLOISIM_MODEL_PATH=/opt/resources/models \
    CLOISIM_WORLD_PATH=/opt/resources/worlds

# final simulatior location
WORKDIR /opt/CLOiSim

ENTRYPOINT ["./run.sh"]

start.sh

#!/bin/sh

export CLOISIM_RESOURCES_PATH=/home/idox23/cloisim_git/sample_resources/

xhost +

docker run -ti --rm --gpus all --net=host \
     -e DISPLAY \
     -v /tmp/.Xauthority:/tmp/.Xauthority \
     -v /tmp/cloisim/unity3d:/root/.config/unity3d \
     -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix  \
     -v /usr/share/fonts/:/usr/share/fonts/ \
     -v ${CLOISIM_RESOURCES_PATH}/media:/opt/resources/media/ \
     -v ${CLOISIM_RESOURCES_PATH}/models:/opt/resources/models/ \
     -v ${CLOISIM_RESOURCES_PATH}/worlds:/opt/resources/worlds/ \
     --name closim_test \
     cloisim $1

 

+) 2022-07-26. Vulkan의 버전이 또 업그레이드되었는데, CLOiSim에서 반영되지 않은 부분이 있는지 이미지 빌드가 되지않는다. 전체 파일 구조를 파악하지 못했기에 찾으려면 꽤나 오래걸릴 것 같아 아직까지는 해결 방법이 없어 보인다. 기존에 사용하던 이미지를 쓰는 것 밖에는..

 

 

* start.sh 파일로 도커 컨테이너를 실행한 경우, 해당 도커 터미널에 명령어를 입력하고 싶다면(CLI) 아래와 같은 방법을 이용하면 된다.

# 명령어만 입력하고 싶은 경우
$ docker exec <docker-name> <command>

# 연결된 터미널 화면을 사용하고 싶은 경우
$ docker exec -it <docker-name> /bin/bash

 

 

CLOiSim ROS2 Install

시뮬레이터가 정상적으로 실행된다면 ROS를 이용하여 클로이심 로봇(cloi1)을 조종할 수 있다. 여기서는 간단하게 키보드 입력으로 로봇을 수동 조작하는 ROS의 대표 예제를 실행해보겠다.

GitHub - lge-ros2/cloisim_ros: ROS2 simulation device packages to connect unity based multi-robot simulator CLOisim.

CLOiSim Github의 cloisim_ros 레포지토리를 Clone하고, 도커 이미지를 빌드하자.

$ git clone https://github.com/lge-ros2/cloisim_ros.git -b foxy
$ cd cloisim_ros
$ docker build -t cloisim_ros .

빌드가 완료되었다면 cloisim_ros 디렉터리 내의 launch.sh 파일을 실행하여 도커 환경으로 접속한다.

$ ./launch.sh

ROS 서버를 담당하는 터미널. 명령어를 받을 준비가 완료된 모습

도커 환경에 접속되면 해당 터미널은 위 사진과 같이 입력이 불가한 상태가 되기 때문에, 새로운 터미널에서 명령어를 입력할 수 있도록 execute해야 한다. 앞으로의 모든 명령은 지금 연 터미널에서 입력하면 된다.

$ docker exec -it cloisim_ros /bin/bash

ROS2 Foxy 버전을 설치한다. 클론한 깃에는 ROS가 설치되어 있지 않아 수동으로 설치해주어야 하더라.

$ apt-get update && apt-get install ros-foxy-teleop-twist-keyboard
$ source /opt/ros/foxy/setup.bash
$ cd /opt/lge-ros2
$ . install/local_setup.bash

이제 실행하려고 한 키보드 입력 예제 코드를 실행한다. 본 시뮬레이터에서 로봇의 이름이 'cloi1'이므로, args 인자에 로봇 이름을 전달해준다.

$ ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard __ns:=/cloi1

정상적으로 실행되는 것을 확인할 수 있다. 키보드로 로봇을 움직일 수 있음!

 

 

도커에 --rm 옵션을 사용하여 컨테이너를 생성하기 때문에, 각종 옵션과 EXEC 명령이 초기화될 것이다. 터미널을 켤 때마다 입력하는 것이 귀찮은 나는 아래와 같이 두 실행 파일의 상단에 명령을 추가하여 사용한다.

 

~/cloisim/Docker/start.sh

#!/bin/sh

export CLOISIM_RESOURCES_PATH=/home/idox23/cloisim_git/sample_resources/
export CLOISIM_FILES_PATH=$CLOISIM_RESOURCES_PATH/media
export CLOISIM_WORLD_PATH=$CLOISIM_RESOURCES_PATH/worlds
export CLOISIM_MODEL_PATH=$CLOISIM_RESOURCES_PATH/models

xhost +

docker run --rm -ti --gpus all --net=host \
     -e DISPLAY \
     -v /tmp/.Xauthority:/tmp/.Xauthority \
     -v /tmp/cloisim/unity3d:/root/.config/unity3d \
     -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix  \
     -v /usr/share/fonts/:/usr/share/fonts/ \
     -v ${CLOISIM_RESOURCES_PATH}/media:/opt/resources/media/ \
     -v ${CLOISIM_RESOURCES_PATH}/models:/opt/resources/models/ \
     -v ${CLOISIM_RESOURCES_PATH}/worlds:/opt/resources/worlds/ \
     --name cloisim_test \
     cloisim $1

 

~/cloisim_ros/launch.sh

#!/bin/bash

export CLOISIM_BRIDGE_IP=$(ip addr show dev docker0 | grep "inet" | awk 'NR==1{print $2}' | cut -d'/' -f 1)
export ROS_DOMAIN_ID=22
export CLOISIM_SERVICE_PORT=8080

docker run -it --rm --net=host --name cloisim_ros -e ROS_DOMAIN_ID=${ROS_DOMAIN_ID} cloisim_ros $@