センサモデルの追加方法
Unity Sensorsパッケージのインストール方法
OperaSim-PhysXでは、Field-Robotics-Japanがオープンソースとして公開しているUnitySensorsパッケージを使用しています。
１．UnitySensors パッケージのインストール
ＩＭＵセンサを作成する前準備としてUnitySensors パッケージを追加インストールする
図 1-2 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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unity メニューバーから「Window」「Package Manager」を選択する |
２． Package Manager ウィンドウのメニューバーから「＋」「Add package from git URL」を選択する
図 1-3 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Package Manager ウィンドウの例 |
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メニューバーから「＋」「Add package from git URL」を選択する |
３．Package Manager ウィンドウのＵＲＬ入力テキストボックスに下記のURLを入力し「Add」ボタンを押下する
図 1-4 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Package Manager ウィンドウのＵＲＬ入力テキストボックスに 下記のURLを入力し「Add」ボタンを押下する |
入力するURL【※１】 |
https://github.com/Field-Robotics-Japan/UnitySensors.git?path=/Assets/UnitySensors#v2.0.4" |
【※１注意】 |
UnitySensorsについては、
都度バージョンアップされる場合があります
下記のURL にて最新バージョンが公開されますが
適合するかどうかについては都度確認が必要です
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Assets/UnitySensors |
４．UnitySensors パッケージがインストールされることを確認する
図 1-5 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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UnitySensors パッケージがインストールされる |
５．UnitySensors パッケージが図の内容のようにインストールされたことを確認する
図 1-6 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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UnitySensors パッケージがインストールされたことを確認する |
６．UnitySensorsROS パッケージのインストール
Package Manager ウィンドウのメニューバーから再度、「＋」「Add package from git URL」を選択する
図 1-7 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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メニューバーから再度、「＋」「Add package from git URL」を選択する |
７．Package Manager ウィンドウのＵＲＬ入力テキストボックスに下記のURLを入力し「Add」ボタンを押下する
図 1-8 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Package Manager ウィンドウのＵＲＬ入力テキストボックスに 下記のURLを入力し「Add」ボタンを押下する |
入力するURL【※２】 |
https://github.com/Field-Robotics-Japan/UnitySensors.git?path=/Assets/UnitySensorsROS#v2.0.4 |
【※１注意】 |
UnitySensorsについては、
都度バージョンアップされる場合があります
下記のURL にて最新バージョンが公開されますが
適合するかどうかについては都度確認が必要です
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Assets/UnitySensors |
８．UnitySensorsROS パッケージがインストールされる
図 1-9 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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UnitySensorsROS パッケージをインストール中の画面 |
９．UnitySensorsROS パッケージが図1-10の通りであることを確認する
図 1-10 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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UnitySensorsROS パッケージがインストールされたことを確認する |
IMUセンサモデルの追加方法
１．実機のＩＭＵの取り付け位置確認
シミュレーション内の建機モデルに対応する実機のＩＭＵの取り付け位置を現物確認する （図1-1：油圧ショベルzx120のアームリンク計測用IMU） |
図 1-1 [拡大] |
内容 |
|---|---|
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実機に取り付け位置を合わせるため、現物を確認する |
ＩＭＵは、zx120の場合、キャビン、ブームリンク、アームリンク、バケットリンクに取りついている
2．Unity Editorで空オブジェクトを作成
Unity Editor を起動し、ＩＭＵの空オブジェクトを作成する（例：boom_imu の場合）
図 2-1 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Unity Editorを起動する |
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unity 「Hierarchy」タブから「zx120」「base_link」「body_link」「boom_link」 を選択し右クリックで表示されるリストより「Create Empty」を選択する |
boom_imu の場合、ショベルの実機写真（図 1-1 ）の通り
ショベルモデルのboom_link に対する空オブジェクトの原点
および姿勢を調整して合わせる
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３．「Inspector」タブで GameObjectに名称を設定する（例：boom_imu）
図 2-2 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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GameObjectに名称を設定する（例：boom_imu） |
４．unity 「Hierarchy」タブから「boom_imu」を選択し「Inspector」タブを参照する
図 2-3 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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unity 「Hierarchy」タブから「boom_imu」を選択し 「Inspector」タブを参照する |
５．「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し「IMU Sensor」を選択する
図 2-4 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し
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６.「IMU Sensor」のコンポーネントが「Inspector」タブに追加されていることを確認する
図 2-5 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「IMU Sensor」のコンポーネントが「Inspector」タブに
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７.再度「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し「IMU Msg Publisher 」を選択する
図 2-6 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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再度「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し 「IMU Msg Publisher 」を選択する |
８.「IMU Msg Publisher」のコンポーネントが図のように「Inspector」タブに追加されていることを確認する
図 2-7 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「IMU Msg Publisher」のコンポーネントが「Inspector」タブに
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９.「Inspector」上で、ROS topic名およびframe_idを実機に合わせ設定する
図 2-8 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Topic Name」「Frame_id」をそれぞれ設定する |
10.Unity のPlay ボタンをクリックする
図 2-9 |
操作 |
|---|---|
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Unity EditorのPlay 「▶」ボタンをクリックし シミュレーションを実行する |
11.シミュレータからPublishされるIMUのROS topicを表示し、所望の出力が得られることを確認する
図 2-10 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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ROS側でrostopic echo 等を実行し、所望のROS topicとしてIMU出力が得られることを確認する |
同様の方法で、swing、arm、bucket について
ＩＭＵセンサモデルを追加し設定する
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GNSSセンサモデルの追加方法
１．ショベル実機のＧＮＳＳセンサの取り付け位置確認
シミュレーション内の建機モデルに対応する実機のGNSSの取り付け位置を現物確認する
（図1-1：油圧ショベルzx120のRTK GNSSコンパスHemisphere V500）
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図 3-1 [拡大] |
内容 |
|---|---|
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実機に取り付け位置を合わせるため、現物を確認する |
ＧＮＳＳコンパスは、zx120のbodyリンク上に固定されている
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２．Unity Editorで空オブジェクトの作成
Unity Editor を起動し、ＧＮＳＳの空オブジェクトを作成する
図 3-2 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Unity Editor を起動する |
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Unity Editor 「Hierarchy」タブから「zx120」「base_link」「body_link」 を選択し右クリックで表示されるリストから「Create Empty」を選択する |
３．「Inspector」タブで GameObjectに名称を設定する（例：gnss）
図 3-3 [拡大] |
操作 |
|---|---|
|
GameObjectに名称を設定する（例：gnss） |
３．Unity Editor 「Hierarchy」タブから「gnss」を選択し「Inspector」タブを参照する
図 3-4 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Unity Editor 「Hierarchy」タブから「gnss」を選択し 「Inspector」タブを参照する |
４．「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し「gnss」を選択する
図 3-5 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し 「GNSS Sensor」を選択する |
５.「GNSS Sensor」のコンポーネントが図のように「Inspector」タブに追加されていることを確認する
図 3-6 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「GNSS Sensor」のコンポーネントが「Inspector」タブに
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６.再度「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し「Nav Sat Fix Msg Publisher」を選択する
図 3-7 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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再度「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し 「Nav Sat Fix Msg Publisher」を選択する |
７.「Nav Sat Fix Msg Publisher」のコンポーネントが図のように「Inspector」タブに追加されていることを確認する
図 3-8 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Nav Sat Fix Msg Publisher」のコンポーネントが 「Inspector」タブに追加されていることを確認する |
８. 再度「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し「Quaternion Stamped Publisher」を選択し、各パラメータを設定する
図 3-9 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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実機のCompassの出力に合わせ
にそれぞれ設定した様子 |
TerrainへGNSS座標の基準点を設定する
１．Unity Editor の「Hierarchy」タブから「Terrain」を選択し「Inspector」タブを開く
図 4-1 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Terrain」コンポーネント |
２．Unity EditorでTerrainコンポーネント上に空オブジェクトを作成する
Unity Editor を起動し、「Terrain」を右クリックで表示されるリストより「Create Empty」を選択する
図 4-2 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Unity Editor 「Hierarchy」タブから「Terrain」を選択し
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３．「Inspector」タブで GameObjectに名称を設定する（例：GeoCoordinateSystem）
図 4-3 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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GameObjectに名称を設定する（例：GeoCoordinateSystem） |
４．「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し「Geo Coordinate System」を選択する
図 4-5 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Inspector」タブから「Add Component」ボタンを押下し
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５.「Geo Coordinate System」の座標系の原点位置・姿勢および原点の緯度・経度・高度を設定する
図 4-6 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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当該座標系原点の位置 （Latitute:緯度[度]、Longitude:経度[度]、Altitude:高度[m]） を入力する この場所を基準として、GNSSモデルの位置情報が NavSatFix型のROS topicとしてpublishされる |
６.UnityのPlay ボタンをクリックする
図 4-7 |
操作 |
|---|---|
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Unity EditorのPlay 「▶」ボタンをクリックし シミュレーションを実行する |
７.ショベルモデルを移動させGNSSの位置（緯度、経度、高度）およびコンパスの方位が適切に変化することを確認する
図 4-8 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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シミュレータを再生する（動作前） |
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ショベルモデルを動作させる（動作後） |
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対応するROS Topic（例：/zx120/gnss_compass/fix, /heading） が重機の動作に合わせて正しく変化していることを確認する |
LiDARセンサモデルの追加方法
（注意）2025.2時点ではOPERAの建機に常設のLiDARセンサはありません
1．Unity Editorで空オブジェクトの作成
Unity Editor を起動し、LiDAR用の空オブジェクトを作成する
図 5-1 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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Unity Editor 「Hierarchy」タブから「zx120」「base_link」「body_link」 を選択し右クリックで表示されるリストから「Create Empty」を選択する |
|
Unity Editor 「Inspector」上で作成したGameObjectの名前を任意に変更する 例）GameObject → lidar1 |
２．LiDARセンサモデルの取付け位置を変更する
図 5-2 [拡大] |
操作 |
|---|---|
|
Editor上のMove tool, Rotate tool, 「Inspector」上のTransformへ 値をキーボード入力する、などを用いてbody_link上への LiDARモデルの固定位置を決定する |
３．lidar1オブジェクトにLiDARのセンサprefabをアタッチする（例：Velodyne VLP-16）
図 5-3 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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ProjectウィンドウのPackages/UnitySensors/Runtime/Prefabs/LiDAR/Velodyne フォルダから配置したいLiDARのprefabファイルを選択し「Hierarchy」上の オブジェクト「lidar1」へドラッグ＆ドロップする （例：VLP-16） |
４．LiDARセンサモデルの各種コンフィギュレーション
図 5-4 [拡大] |
操作 |
|---|---|
|
「Hierarchy」上からアタッチしたVLP-16 prefab下の「Sensor」オブジェクトを 左クリックで選択し「Inspector」より「Raycast LiDAR Sensor」スクリプトの 設定値を必要に応じて任意に変更する （各パラメータ説明については割愛） |
５. LiDARセンサモデルのROSメッセージ出力機能の追加
図 5-5 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Sensor」オブジェクトを選択し、「Inspector」から「Add Component」より 「Raycast LiDAR Point Cloud 2 Msg Pulisher」を追加する |
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「Hierarchy」上からアタッチした Raycast LiDAR Point Cloud 2 Msg Pulisher下の Topic Name（=ROSメッセージとして出力する際のトピック名） Header/Frame_id(=センサデータの基準時座標系名) をそれぞれ任意に設定する（例：いずれもzx120/lidar1） |
RGBイメージセンサ（=カメラ）モデルの追加方法
（注意）2025.2時点ではOPERAの建機に常設のカメラはありません
1．Unity Editorで空オブジェクトの作成
Unity Editor を起動し、カメラ用の空オブジェクトを作成する
図 6-1 [拡大] |
操作 |
|---|---|
|
Unity Editor 「Hierarchy」タブから「zx120」「base_link」「body_link」 を選択し右クリックで表示されるリストから「Create Empty」を選択する |
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Unity Editor 「Inspector」上で作成したGameObjectの名前を任意に変更する 例）GameObject → cam1 |
２．カメラモデルの取付け位置を変更する
図 6-2 [拡大] |
操作 |
|---|---|
|
Editor上のMove tool, Rotate tool, 「Inspector」上のTransformへ 値をキーボード入力する、などを用いてbody_link上への カメラモデルの固定位置を決定する |
３．cam1オブジェクトにカメラセンサのprefabをアタッチする（例：RGBカメラ）
図 6-3 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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ProjectウィンドウのPackages/UnitySensors/Runtime/Prefabs/Camera/RGBCamera フォルダから配置したいprefabファイルを選択し「Hierarchy」上の オブジェクト「cam1」へドラッグ＆ドロップする （例：RGBCamera） |
４．カメラセンサモデルの各種コンフィギュレーション
図 6-4 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「Hierarchy」上からアタッチしたRGBCamera prefabを 左クリックで選択し「Inspector」より「Camera」「RGB Camera Sensor」 スクリプトの設定値を必要に応じて任意に変更する （各パラメータ説明については割愛） |
５. カメラセンサモデルのROSメッセージ出力機能の追加
図 6-5 [拡大] |
操作 |
|---|---|
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「RGBCamera」オブジェクトを選択し、「Inspector」から「Add Component」より 「Camera Image Msg Pulisher」を追加する |
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「Hierarchy」上からアタッチした Camera Image Msg Pulisher下の Topic Name（=ROSメッセージとして出力する際のトピック名） Header/Frame_id(=センサデータの基準時座標系名) をそれぞれ任意に設定する（例：いずれもzx120/cam1） |