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 roof ; be aware that your arm must be perpendicular to the Kinect in order to control the drone properly ;
3. Launch the "launchfile" kinect_commander.launch : roslaunch hand_control kinect_commander.launch ;
4. Check the drone parameters :
   • launch rviz : rosrun rqt_rviz rqt_rviz
   • display the output of the filtering (topic : /filter/output ; frame : /camera_depth_optical_frame) and locate the hand ;
   • launch rqt_reconfigure : rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure in order to :
     • change the filter parameters until you only see the points of the hand/glove/panel on rviz (see above).
     • change the parameter neutral_alt of the node commander to the wanted height (in meters), correponding to the height of the hand for which the height of the drone will be stable.

Parameters of the filter

The parameters of the filter (that can be changed thanks to dynamic_reconfigure and in particular rqt_reconfigure) are :

• z_max : in meters, maximal height of the hand. It must be lower than the height of the roof.
• for a glove or a colored$ panel (green, blue, etc.), we generaly have :
  • hue : for example 220 (sky blue) or 150 (green) or 0 (pink/red) ;
  • delta_hue : between 10 and 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 (at your convenience);

Other parameters

Always with rqt_reconfigure, but with the estimator node :

• reverse : swap x and y, the axes of the Kinect (default : false, ie. unchecked)
• reverse_angle : change the angle choosen for the compute of the angle of the hand (default : false, ie. unchecked)

Connection to the drone and steering

• Connect the computer to the wifi network of the 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.