hand_control/README-en.md

Installation

This package was developped with the Indigo version of ROS.

Dependencies installation

#!sh
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu trusty main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
wget https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -O - | sudo apt-key add -
sudo apt-get update
sudo apt-get install ros-indigo-desktop-full ros-indigo-freenect-stack ros-indigo-ardrone-autonomy libncursesw5-dev

Package installation

Catkin workspace creation

For instance :

#!sh
source /opt/ros/indigo/setup.bash
mkdir -p ~/hand_control_ws/src
cd ~/hand_control_ws/src
catkin_init_workspace

Code location

If necessary, rename the folder with the file named hand_control, and move it in ~/hand_control_ws/src/ or in the subfolder src of your catkin workspace.

Compilation

You're now able to compile :

#!sh
cd ~/hand_control_ws # or your catkin workspace
catkin_make

Then you can run the following commands to be able to use the ROS commands. If necessary replace "hand_control_ws" by the name of your catkin workspace.

#!sh
source /opt/ros/indigo/setup.bash
source ~/hand_control_ws/devel/setup.bash
echo "source /opt/ros/indigo/setup.bash" >> ~/.bashrc
echo "source ~/hand_control_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

Use

Connection and setting up of the Kinect

1. Connect the Kinect (under voltage) to the computer via USB ;
2. Put the Kinect on the ground, pointed toward the ceilling ; be aware that your arm must be perpendicular to the Kinect in order to control the drone properly ;
3. Lancer le "launchfile" kinect_commander.launch : roslaunch hand_control kinect_commander.launch ;
4. Vérifier les paramètres du filtre :
   • lancer rviz : rosrun rqt_rviz rqt_rviz
   • visualiser la sortie du filtrage (topic : /filter/output ; frame : /camera_depth_optical_frame) et repérer la main ;
   • lancer rqt_reconfigure : rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure pour :
     • modifier les paramètres du filtre jusqu’à ne voir que les points de la main/gant/pancarte sur rviz (voir ci-dessous).
     • modifier le paramètre neutral_alt du nœud commander à la hauteur souhaitée (en mètres). C’est la hauteur de la main qui correspondra à l’immobilité de l’altitude.

Paramètres du filtre

Les paramètres du filtre (modifiables avec dynamic_reconfigure et en particulier rqt_reconfigure) sont :

• z_max : en mètres, altitude maximale de la main, doit être inférieure à la hauteur du plafond.
• pour un gant ou un carton coloré (vert, bleu etc.), on a généralement :
  • hue : par exemple 220 (bleu ciel) ou 150 (vert) ou 0 (rose/rouge) ;
  • delta_hue : entre 10 et 20 ;
  • sat/val_min : 0.0 ;
  • sat/val_max : 1.0 ;
• pour un gant noir :
  • hue : 0 ;
  • delta_hue : 180 ;
  • sat_min : 0.0 ;
  • sat_max : 1.0 ;
  • val_min : 0.0 ;
  • val_max : 0.3 (à modifier à votre convenance);

Autres paramètres

Toujours avec rqt_reconfigure, cette fois pour le nœud estimator :

• reverse : échange x et y (axes de la Kinect) (valeur par défaut pour une utilisation normale : faux [décoché])
• reverse_angle : modifie l’axe choisi pour calculer l’angle de la main (valeur par défaut pour un utilisation normale : faux [décoché])

Connexion au drone et pilotage

• Connecter l’ordinateur au réseau wifi du drone ;
• Lancer le "launchfile" ardrone.launch : roslaunch hand_control ardrone.launch ;
• Pour décoller :
  • soit rostopic pub /ardrone/takeoff std_msgs/Empty ;
  • soit lancer le nœud keyboard_cmd : rosrun hand_control keyboard_cmd et utiliser la touche t du clavier.
• Pour atterrir :
  • soit rostopic pub /ardrone/land std_msgs/Empty ;
  • soit, avec keyboard_cmd, utiliser la touche b du clavier.
• Arrêt d’urgence :
  • soit rostopic pub /ardrone/reset std_msgs/Empty ;
  • soit, avec keyboard_cmd, utiliser la touche g du clavier.

Commande à la main

• Avancer/reculer & translations latérales : inclinaison de la main ;
• Tourner (rotation autours de l’axe z) : angle de l’axe de la main avec l’axe parallèle au sol et perpendiculaire à la Kinect ;
• Monter/descendre : altitude de la main.

Options et paramètres de la commande

Pour éditer les options de la commande, lancer si ce n’est déjà fait rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure :

• max_curvature : non utilisé pour l’instantt ;
• x/y/z/theta_minimal_deviation : seuils à partir desquels le mouvement de la main est pris en compte. Tout mettre à 0.0 rend le comportement complétement linéaire.
  • x, y : entre 0. et 1. (il s’agit des composantes x et y de la normale au plan);
  • z : en mètre ;
  • theta : en degrés.
• neutral_alt : hauteur de la main qui correspond à l’immobilité de l’altitude du drone ;
• min_points_number : nombre minimal de points (du nuage de points qui a servi à régresser le plan reçu) nécessaire pour qu’une commande soit envoyé au drone.
• angle/x/y/z_vel : coefficients de proportionnalité à appliquer aux données en entrée pour établir la commande envoyée au drone. Les augmenter augmentera la vitesse du drone.
• up_fact : coefficient de proportionnalité à appliquer à la commande augmentant l’altitude du drone, par rapport à la commande équivalente la diminuant (pour corriger l’effet de la gravité).

Notes sur keyboard_cmd

Il permet de publier des commandes sur le topic cmd_vel et ainsi de piloter le drone. Il est prévu pour les claviers azerty. Pour le lancer :

#!sh
rosrun hand_control keyboard_cmd

Pour augmenter/diminuer les vitesses (expliqué sur l’affichage du programme) : touches a,z,e,r et w,x,c,v

L’affichage des informations reçues du drone n’est mise à jour qu’à l’occasion de l’appui sur une touche.

Pour quitter : Ctr+C, et appui sur "Entrée" pour retrouver l’affichage de la console.

Problème(s) rencontré(s) — Améliorations souhaitables

• Si des commandes sont publiées sur cmd_vel (depuis la Kinect par exemple) après le lancement du fichier ardrone.launch et avant le décollage du drone, alors, après le décollage, de drone semble obéir aux commandes publiées avant le décollage.

• Comme écrit plus haut, l’affichage des informations reçues du drone sur keyboard_cmd n’est mise à jour qu’à l’occasion de l’appui sur une touche, et peut donc rester fixe quand on n’utilise pas la commande au clavier.

• Le décollage/atterrissage n’est pas possible à commander avec la main. Il faut utiliser le clavier (keyboard_cmd ou rostopic pub) à la place. Il est possible de de remédier à cela en créant deux nouveaux seuils, minimaux et maximaux, pour la hauteur de la main : une main très basse ferait atterrir le drone, une main très haute le ferait décoller.