USB 카메라 이미지를 Raspberry Pi에서 PC로 스트리밍 및 RViz에 표시하는 방법

Raspberry Pi 설정

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1. Raspberry Pi에 ROS Noetic 설치

 

1.1 Ubuntu 20.04에 ROS Noetic을 설치합니다:

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
sudo apt update
sudo apt install ros-noetic-desktop-full

 

full 설치 안됨

이미 ros -noetic 은 기본 설치가 되었으므로 패스

 

1.2 ROS 의존성 초기화:

sudo rosdep init
rosdep update

 

rodep (ROS dependency) : 이 패키지들이 의존하는 다른 라이브러리나 패키지들의 설치를 관리하는 도구

sudo rosdep init : rosdep을 사용할 준비를 하기 위해 초기화 하는 명령어 (내부 rosdep 설치)

 

기본 설정 파일 생성 : 기본 설정 파일 생성 - 의존성 정보 포함

데이터베이스를 설정 : 패키지들과 라이브러리 정보

환경변수 설정: ROS 안정 동작, 의존성 패키지들 정상 설치 백업

 

rodep update : 데이터베이스 최신 상태 유지.

 

 

 

1.3 ROS 환경 변수를 셸에 추가:

echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

 

echo: 화면에 텍스트를 출력하는 명령어입니다.

source /opt/ros/noetic/setup.bash : ROS 패키지와 환경 변수를 설정하기 위한 스크립트 파일의 경로

>> ~/.bashrc: 리다이렉션 연산자(>>)를 사용하여 /opt/ros/noetic/setup.bash의 내용을 ~/.bashrc 파일에 추가

~/.bashrc 파일은 사용자의 홈 디렉토리에 위치한 Bash shell 설정 파일로, 사용자가 로그인할 때마다 실행

 

source: 지정된 스크립트 파일을 현재 shell 환경에서 실행하는 명령어

~/.bashrc: 사용자의 홈 디렉토리에 위치한 Bash shell 설정 파일

 

 

1.4 빌드 도구 설치:

sudo apt install python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential

 

1.5 usb_cam 패키지 설치

USB 카메라에서 이미지를 캡처하기 위해 usb_cam 패키지를 설치합니다.

sudo apt-get install ros-noetic-usb-cam

 

1.6 ROS 워크스페이스 및 패키지 생성

워크스페이스가 없으면 생성합니다:

 

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make
echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

 

 

1. 작업 공간 디렉토리 생성

mkdir -p : -p 옵션은 부모 디렉토리가 없는 경우에도 디렉토리를 생성합니다.

~/catkin_ws/src : ~/는 홈 디렉토리를 의미하며, catkin_ws 디렉토리 아래에 src 디렉토리를 생성합니다.

src 디렉토리는 소스 코드가 저장될 곳입니다.

 

2. catkin_make을 통한 빌드

cd ~/catkin_ws/ : ~/catkin_ws/ 디렉토리로 이동합니다.

catkin_make : ROS 작업 공간을 빌드하고, 빌드 시스템을 설정합니다.

catkin_make는 ROS에서 사용하는 빌드 도구로, src 디렉토리에 있는 패키지들을 컴파일하고

실행 가능한 ROS 노드 및 라이브러리를 생성합니다.

 

3. 환경 변수 설정

ROS 패키지를 실행하거나 사용할 때마다 ROS 시스템에 대한 정보가 필요하므로,

~/.bashrc 파일에 ROS 환경 변수를 설정해야 합니다.

 

4. 환경 변수 적용

source ~/.bashrc : ~/.bashrc 파일을 다시 읽어서 적용합니다.

이 명령어를 실행하면 새로운 셸에서 설정한 ROS 환경 변수가 즉시 사용됩니다.

 

 

 

 

 

패키지 생성 (이미 패키지가 없는 경우):

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg turtlebot3_custom rospy std_msgs sensor_msgs
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source devel/setup.bash

 

1.7 USB 카메라를 위한 런치 파일 생성

~/catkin_ws/src/turtlebot3_custom/launch/에 usb_cam.launch 파일을 생성합니다:

 

mkdir -p ~/catkin_ws/src/turtlebot3_custom/launch
nano ~/catkin_ws/src/turtlebot3_custom/launch/usb_cam.launch

 

1. ROS 작업 공간 및 패키지 준비

먼저, ROS 작업 공간을 설정합니다. 이 예시에서는 catkin_ws 디렉토리를 사용하며, 이 디렉토리 내에 패키지를 생성하고 런치 파일을 저장할 디렉토리를 준비

 

 

mkdir -p : -p 옵션은 부모 디렉토리가 없는 경우에도 디렉토리를 생성합니다.

~/catkin_ws/src/turtlebot3_custom/launch : turtlebot3_custom 패키지의 launch 디렉토리를 생성합니다.

이 디렉토리는 런치 파일들이 저장될 곳입니다.

 

2. 런치 파일 생성

생성한 launch 디렉토리에 usb_cam.launch 파일을 생성합니다.

이 파일은 USB 카메라를 ROS에서 실행하기 위한 설정을 담고 있습니다.

 

nano : 텍스트 편집기 중 하나로, 콘솔에서 텍스트 파일을 수정할 수 있습니다.

~/catkin_ws/src/turtlebot3_custom/launch/usb_cam.launch : turtlebot3_custom 패키지의 launch 디렉토리에 usb_cam.launch 파일을 생성하고 엽니다.

 

 

 

 

usb_cam.launch에 다음 내용을 추가합니다

<launch>
    <node name="usb_cam" pkg="usb_cam" type="usb_cam_node" output="screen">
        <param name="video_device" value="/dev/video0" />
        <param name="image_width" value="640" />
        <param name="image_height" value="480" />
        <param name="pixel_format" value="yuyv" />
        <param name="camera_frame_id" value="usb_cam" />
    </node>
</launch>

 

1.8 스트리밍 시작

USB 카메라 노드를 실행합니다:

roslaunch turtlebot3_custom usb_cam.launch

 

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PC 설정

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1. PC에 ROS Noetic 설치
2. PC에 ROS Noetic을 설치합니다.
3. 네트워크 설정 구성
4. Raspberry Pi와 PC가 같은 네트워크에 있고 서로 통신할 수 있는지 확인합니다. 두 머신 모두에 ~/.bashrc에 다음 줄을 추가합니다:

export ROS_MASTER_URI=http://<Raspberry_Pi_IP>:11311
export ROS_HOSTNAME=<Raspberry_Pi_IP>  # 라즈베리파이에서
export ROS_HOSTNAME=<PC_IP>  # PC에서

 

 

 

• <Raspberry_Pi_IP>와 <PC_IP>를 라즈베리파이와 PC의 실제 IP 주소로 교체합니다.
• ROS 설정 파일 소싱

source /opt/ros/noetic/setup.bash
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash  # PC에 워크스페이스가 있는 경우

 

RViz 실행

PC에서 RViz를 실행합니다:

 

rviz

 

RViz에서 이미지 표시

• RViz에서 "Add"를 클릭합니다.
• "By Topic"을 선택합니다.
• /usb_cam/image_raw 토픽을 확장합니다.
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